A luz é um dos principais fatores ambientais. Sem luz, a atividade fotossintética das plantas é impossível e, sem esta, a vida em geral é impensável, pois as plantas verdes têm a capacidade de produzir o oxigênio necessário a todos os seres vivos. Além disso, a luz é a única fonte de calor no planeta Terra. Tem um impacto direto nos processos químicos e físicos que ocorrem nos organismos, afeta o metabolismo.

Muitas características morfológicas e comportamentais de vários organismos estão relacionadas à sua exposição à luz. A atividade de alguns órgãos internos dos animais também está intimamente relacionada à iluminação. Comportamentos dos animais, como migração sazonal, postura de ovos, namoro feminino, cio na primavera, estão relacionados à duração horário de verão.

Em ecologia, o termo "luz" refere-se a toda a gama de radiação solar que atinge a superfície da Terra. O espectro de distribuição da energia da radiação solar fora da atmosfera terrestre mostra que cerca de metade da energia solar é emitida na região do infravermelho, 40% na região do visível e 10% na região do ultravioleta e raios-X.

importante para a matéria viva características qualitativas luz - comprimento de onda, intensidade e duração da exposição. Existem radiação ultravioleta próxima (400-200 nm) e distante, ou vácuo (200-10 nm). As fontes de radiação ultravioleta são plasma de alta temperatura, elétrons acelerados, alguns lasers, o Sol, estrelas, etc. mudanças químicas moléculas de células vivas que as absorvem, principalmente moléculas ácidos nucleicos(DNA e RNA) e proteínas, e é expresso em violações de divisão, ocorrência de mutações e morte celular.

Parte dos raios do sol, tendo superado uma enorme distância, atinge a superfície da Terra, ilumina e aquece. Estima-se que cerca de um bilionésimo da energia solar entra em nosso planeta, e dessa quantidade, apenas 0,1-0,2% é usado por plantas verdes para criar matéria orgânica. Para cada metro quadrado planeta recebe uma média de 1,3 kW de energia solar. Seria o suficiente para operar uma chaleira elétrica ou ferro.

As condições de iluminação desempenham um papel excepcional na vida das plantas: sua produtividade e produtividade dependem da intensidade da luz solar. No entanto, o regime de luz na Terra é bastante diversificado. Na floresta é diferente do que no prado. A iluminação em florestas de abetos de coníferas decíduas e escuras difere acentuadamente.

A luz controla o crescimento das plantas: elas crescem na direção de mais luz. Sua sensibilidade à luz é tão grande que os brotos de algumas plantas, mantidos no escuro durante o dia, reagem a um flash de luz que dura apenas dois milésimos de segundo.

Todas as plantas em relação à luz podem ser divididas em três grupos: heliófitas, esciófitas, heliófitas facultativas.

Heliófitas(do grego helios - o sol e phyton - uma planta), ou plantas que amam a luz, ou não toleram ou não toleram nem um leve sombreamento. Este grupo inclui gramíneas de estepe e prado, plantas de tundra, plantas do início da primavera, a maioria das plantas cultivadas em terreno aberto e muitas ervas daninhas. Das espécies deste grupo, você pode se vingar da bananeira comum, do Ivan-chá, do junco, etc.

Ciófitas(do grego scia - sombra), ou plantas de sombra, não suportam iluminação forte e vivem em sombra constante sob o dossel da floresta. Estas são principalmente ervas da floresta. Com um clareamento acentuado do dossel da floresta, eles ficam deprimidos e muitas vezes morrem, mas muitos reconstroem seu aparato fotossintético e se adaptam à vida em novas condições.

Heliófitos facultativos, ou plantas tolerantes à sombra, são capazes de se desenvolver tanto com muito grande quanto com uma pequena quantidade de luz. Como exemplo, podemos citar algumas árvores - abeto, bordo da Noruega, carpa comum; arbustos - leshina, espinheiro; ervas - morangos, gerânios de campo; muitas plantas de interior.

Um fator abiótico importante é temperatura. Qualquer organismo é capaz de viver dentro de uma certa faixa de temperaturas. A área de distribuição da vida é limitada principalmente à área de pouco menos de 0 ° C a 50 ° C.

A principal fonte de calor, como a luz, é a radiação solar. Um organismo só pode sobreviver sob condições às quais seu metabolismo (metabolismo) está adaptado. Se a temperatura de uma célula viva cair abaixo do ponto de congelamento, a célula geralmente é fisicamente danificada e morre como resultado da formação de cristais de gelo. Se a temperatura for muito alta, ocorre a desnaturação da proteína. Isso é exatamente o que acontece quando você ferve um ovo de galinha.

A maioria dos organismos é capaz de controlar sua temperatura corporal até certo ponto por meio de várias respostas. Na grande maioria dos seres vivos, a temperatura corporal pode variar dependendo da temperatura ambiente. Esses organismos não são capazes de regular sua temperatura e são chamados de sangue frio (poiquilotérmico). A sua actividade depende principalmente do calor que vem do exterior. A temperatura corporal dos organismos poiquilotérmicos está relacionada com os valores da temperatura ambiente. O sangue frio é característico de grupos de organismos como plantas, microorganismos, invertebrados, peixes, répteis, etc.

Um número muito menor de seres vivos é capaz de regular ativamente a temperatura corporal. Estes são representantes das duas classes mais altas de vertebrados - aves e mamíferos. O calor produzido por eles é um produto de reações bioquímicas e serve como uma fonte significativa de aumento da temperatura corporal. Esta temperatura é mantida a um nível constante, independentemente da temperatura ambiente. Organismos capazes de manter uma constante temperatura ideal corpos, independentemente da temperatura do ambiente, são chamados de sangue quente (homeotérmicos). Devido a esta propriedade, muitas espécies animais podem viver e se reproduzir em temperaturas abaixo de zero (renas, ursos polares, pinípedes, pinguins). A manutenção de uma temperatura corporal constante é garantida por um bom isolamento térmico criado por pêlos, plumagem densa, cavidades de ar subcutâneas, uma espessa camada de tecido adiposo, etc.

Um caso especial de homoiotermia é a heterotermia (do grego heteros - diferente). Diferentes níveis de temperatura corporal em organismos heterotérmicos dependem de sua atividade funcional. Durante o período de atividade, eles têm uma temperatura corporal constante e, durante o período de descanso ou hibernação, a temperatura cai significativamente. A heterotermia é característica de esquilos, marmotas, texugos, morcegos, ouriços, ursos, beija-flores, etc.

As condições de umidade desempenham um papel especial na vida dos organismos vivos.

Água a base da matéria viva. Para a maioria dos organismos vivos, a água é um dos principais fatores ambientais. Esta é a condição mais importante para a existência de toda a vida na Terra. Todos os processos vitais nas células dos organismos vivos ocorrem em um ambiente aquático.

A água não muda quimicamente sob a influência da maioria conexões técnicas que se dissolve. Isso é muito importante para os organismos vivos, pois os nutrientes necessários para seus tecidos são fornecidos em soluções aquosas de forma relativamente inalterada. NO condições naturaiságua sempre contém uma ou outra quantidade de impurezas, não só interagindo com sólidos e substâncias líquidas mas também pela dissolução de gases.

As propriedades únicas da água a predeterminam papel especial na formação do ambiente físico e químico do nosso planeta, bem como no surgimento e manutenção de um fenômeno incrível - a vida.

O embrião humano é 97% água, e em recém-nascidos, sua quantidade é 77% do peso corporal. Aos 50 anos, a quantidade de água no corpo humano diminui e já é 60% de sua massa. A maior parte da água (70%) está concentrada no interior das células e 30% é água intercelular. Os músculos humanos consistem em 75% de água, fígado - 70%, cérebro - 79%, rins - 83%.

O corpo de um animal contém, em regra, pelo menos 50% de água (por exemplo, um elefante - 70%, lagartas que comem folhas de plantas - 85-90%, água-viva - mais de 98%).

A maior parte da água (calculada necessidade diária) de animais terrestres, um elefante precisa de cerca de 90 litros. Os elefantes são um dos melhores "hidrogeólogos" entre animais e pássaros: eles sentem corpos d'água a uma distância de até 5 km! Apenas o bisão está mais longe - 7-8 km. Em tempos de seca, os elefantes cavam buracos com suas presas nos leitos de rios secos, onde a água se acumula. Búfalos, rinocerontes e outros animais africanos voluntariamente usam poços de elefantes.

A propagação da vida na Terra está diretamente relacionada às chuvas. Umidade em vários pontos o Globo desigual. A maior parte da precipitação cai na zona equatorial, especialmente no curso superior do rio Amazonas e nas ilhas do arquipélago malaio. Seu número em algumas áreas chega a 12.000 mm por ano. Então, em um dos ilhas havaianas chove 335 a 350 dias por ano. Este é o lugar mais úmido da terra. A precipitação média anual aqui atinge 11.455 mm. Para comparação: na tundra e nos desertos, menos de 250 mm de precipitação cai por ano.

Os animais reagem de forma diferente à umidade. A água como corpo físico e químico tem um impacto contínuo na vida dos hidrobiontes. Organismos aquáticos). Ele não apenas satisfaz as necessidades fisiológicas dos organismos, mas também fornece oxigênio e comida, transporta metabólitos, transfere produtos reprodutivos e hidrobiontes. Devido à mobilidade da água na hidrosfera, é possível a existência de animais aderidos, que, como se sabe, não existem em terra.

Fatores edáficos

Todo o conjunto de propriedades físicas e químicas do solo que têm impacto ecológico nos organismos vivos refere-se a fatores edáficos (do grego edaphos - fundação, terra, solo). Os principais fatores edáficos são a composição mecânica do solo (o tamanho de suas partículas), a friabilidade relativa, a estrutura, a permeabilidade à água, a aeração e a composição química do solo e das substâncias (gases, água) que nele circulam.

A natureza da distribuição do tamanho das partículas do solo pode ser de importância ecológica para os animais que, em certo período vida vivem no solo ou levam um estilo de vida escavando. As larvas de insetos, como regra, não podem viver em solo muito pedregoso; himenópteros escavadores que depositam seus ovos em passagens subterrâneas, muitos gafanhotos que enterram seus casulos de ovos no solo precisam que eles estejam suficientemente soltos.

Uma característica importante do solo é a sua acidez. Sabe-se que a acidez do meio (pH) caracteriza a concentração de íons hidrogênio na solução e é numericamente igual ao logaritmo decimal negativo dessa concentração: pH = -lg. As soluções aquosas podem ter um pH de 0 a 14. As soluções neutras têm um pH de 7, ambiente ácido caracterizado por valores de pH inferiores a 7 e alcalinos - mais de 7. A acidez pode servir como um indicador da taxa do metabolismo geral da comunidade. Se o pH da solução do solo for baixo, isso significa que o solo contém poucos nutrientes, portanto sua produtividade é extremamente baixa.

Em relação à fertilidade do solo, distinguem-se os seguintes grupos ecológicos de plantas:

• oligotróficos (do grego olygos - pequeno, insignificante e trophe - nutrição) - plantas de solos pobres e inférteis (pinheiro escocês);
• mesotrophs (do grego. mesos - médio) - plantas com uma necessidade moderada de nutrientes (a maioria das plantas florestais de latitudes temperadas);
• eutrófico(do grego para ela - bom) - plantas que requerem uma grande quantidade de nutrientes no solo (carvalho, avelã, gota).

Fatores orográficos

A distribuição dos organismos na superfície terrestre é influenciada em certa medida por fatores como características dos elementos do relevo, altitude, exposição e declividade das encostas. Eles são combinados em um grupo de fatores orográficos (do grego oros - montanha). Seu impacto pode afetar muito o clima local e o desenvolvimento do solo.

Um dos principais fatores orográficos é a altura acima do nível do mar. Com a altitude, as temperaturas médias diminuem, a diferença de temperatura diária aumenta, a quantidade de precipitação aumenta, a velocidade do vento e a intensidade da radiação aumentam, e Pressão atmosférica e concentrações de gases. Todos esses fatores afetam plantas e animais, causando zonalidade vertical.

Um exemplo típico é o zoneamento vertical nas montanhas. Aqui, para cada 100 m de elevação, a temperatura do ar cai em média 0,55°C. Ao mesmo tempo, a umidade muda, a duração da estação de crescimento é reduzida. Com o aumento da altura do habitat, o desenvolvimento de plantas e animais muda significativamente. Os mares tropicais podem ser encontrados no sopé das montanhas e os ventos árticos sopram no topo. De um lado das montanhas pode estar ensolarado e quente, do outro pode estar úmido e frio.

Outro fator orográfico é a exposição ao talude. Nas encostas do norte, as plantas formam formas sombrias, nas encostas do sul - luz. A vegetação aqui é representada principalmente por arbustos resistentes à seca. As encostas viradas a sul recebem mais luz solar, pelo que a intensidade da luz e a temperatura são mais elevadas aqui do que no fundo dos vales e nas encostas da exposição norte. Associadas a isso estão diferenças significativas no aquecimento do ar e do solo, na taxa de derretimento da neve e na secagem do solo.

Um fator importante é a inclinação da encosta. A influência deste indicador nas condições de vida dos organismos afeta principalmente através das características do ambiente do solo, regimes hídricos e de temperatura. As encostas íngremes são caracterizadas por drenagem rápida e erosão do solo, de modo que os solos aqui são finos e mais secos. Se a inclinação exceder 35°, geralmente são criados seixos de material solto.

fatores hidrográficos

Os fatores hidrográficos incluem características do ambiente aquático como a densidade da água, a velocidade dos movimentos horizontais (fluxo), a quantidade de oxigênio dissolvido na água, o conteúdo de partículas suspensas, fluxo, temperatura e regimes de luz dos reservatórios, etc.

Os organismos que vivem no ambiente aquático são chamados de hidrobiontes.

Diferentes organismos se adaptaram à sua própria maneira à densidade da água e a certas profundidades. Algumas espécies podem tolerar pressão de algumas a centenas de atmosferas. Muitos peixes, cefalópodes, crustáceos, estrelas do mar vivem em grandes profundidades a uma pressão de cerca de 400-500 atm.

A alta densidade da água garante a existência de muitas formas não esqueléticas no ambiente aquático. São pequenos crustáceos, medusas, algas unicelulares, moluscos de quilha e pterópodes, etc.

A alta capacidade calorífica específica e a alta condutividade térmica da água determinam um regime de temperatura mais estável dos corpos d'água em comparação com a terra. A amplitude das flutuações anuais de temperatura não excede 10-15 °С. Em águas continentais, é 30-35 ° C. Nos próprios reservatórios, as condições de temperatura entre as camadas superior e inferior da água diferem significativamente. NO camadas profundas coluna de água (nos mares e oceanos), o regime de temperatura é estável e constante (3-4 ° C).

Um fator hidrográfico importante é o regime de luz dos corpos d'água. Com a profundidade, a quantidade de luz diminui rapidamente, portanto, no Oceano Mundial, as algas vivem apenas na zona iluminada (na maioria das vezes em profundidades de 20 a 40 m). A densidade de organismos marinhos (seu número por unidade de área ou volume) diminui naturalmente com a profundidade.

Fatores Químicos

A ação de fatores químicos se manifesta na forma de penetração no ambiente de produtos químicos que antes estavam ausentes, o que se deve em grande parte à influência antropogênica moderna.

Um fator químico como a composição do gás é extremamente importante para os organismos que vivem no ambiente aquático. Por exemplo, há muito sulfeto de hidrogênio nas águas do Mar Negro, o que torna essa piscina não totalmente favorável para alguns animais viverem nela. Os rios que desaguam nele carregam não apenas pesticidas ou metais pesados lavou os campos, mas também nitrogênio e fósforo. E não são apenas fertilizantes agrícolas, mas também alimentos para microorganismos marinhos e algas, que, devido ao excesso de nutrientes, começam a se desenvolver rapidamente (floração da água). Morrendo, eles afundam e no processo de decomposição consomem uma quantidade significativa de oxigênio. Nos últimos 30-40 anos, a floração do Mar Negro aumentou significativamente. Na camada inferior da água, o oxigênio é deslocado pelo venenoso sulfeto de hidrogênio, então praticamente não há vida aqui. O mundo orgânico do mar é relativamente pobre e monótono. Sua camada de vida é limitada por uma superfície estreita de 150 m de espessura, quanto aos organismos terrestres, são insensíveis à composição gasosa da atmosfera, pois esta é constante.

O grupo de fatores químicos também inclui um indicador como a salinidade da água (o teor de sais solúveis em águas naturais). De acordo com a quantidade de sais dissolvidos, as águas naturais são divididas nas seguintes categorias: água doce - até 0,54 g / l, salobra - de 1 a 3, levemente salina - de 3 a 10, água salgada e muito salgada - de 10 a 50, salmoura - mais 50 g/l. Assim, em corpos de água doce de terra (córregos, rios, lagos), 1 kg de água contém até 1 g de sais solúveis. A água do mar é uma solução salina complexa, salinidade média que é 35 g/kg de água, i.e. 3,5%.

Os organismos vivos que vivem no ambiente aquático estão adaptados a uma salinidade da água estritamente definida. As formas de água doce não podem viver nos mares, as marinhas não toleram a dessalinização. Se a salinidade da água muda, os animais se deslocam em busca de um ambiente favorável. Por exemplo, durante a dessalinização das camadas superficiais do mar após fortes chuvas, alguns tipos de crustáceos marinhos afundam a uma profundidade de até 10 m.

As larvas de ostras vivem nas águas salobras de pequenas baías e estuários (águas costeiras semifechadas que se comunicam livremente com o oceano ou o mar). As larvas crescem especialmente rápido quando a salinidade da água é de 1,5-1,8% (algo entre água doce e salgada). Com um teor de sal mais alto, seu crescimento é um pouco suprimido. Com uma diminuição no teor de sal, o crescimento já é visivelmente suprimido. Com uma salinidade de 0,25%, o crescimento das larvas para e todas morrem.

Fatores pirogênicos

Estes incluem fatores de fogo, ou incêndios. Atualmente, os incêndios são considerados como um dos fatores ambientais abióticos naturais muito significativos. Quando usado corretamente, o fogo pode ser uma ferramenta ambiental muito valiosa.

À primeira vista, os incêndios são fator negativo. Mas na realidade não é assim. Sem as queimadas, a savana, por exemplo, desapareceria rapidamente e ficaria coberta por uma densa floresta. No entanto, isso não acontece, porque os rebentos tenros das árvores morrem no fogo. Como as árvores crescem lentamente, poucas conseguem sobreviver aos incêndios e crescer o suficiente. A grama, por outro lado, cresce rapidamente e se recupera com a mesma rapidez após os incêndios.

Deve-se vingar que, ao contrário de outros fatores ambientais, uma pessoa pode regular os incêndios e, portanto, eles podem se tornar um certo fator limitante na propagação de plantas e animais. Incêndios controlados por humanos criam ricos, substâncias úteis cinza. Misturando-se com o solo, a cinza estimula o crescimento das plantas, cujo número depende da vida dos animais.

Além disso, muitos habitantes das savanas, como a cegonha africana e o pássaro secretário, usam o fogo para seus próprios fins. Eles visitam os limites de incêndios naturais ou controlados e comem insetos e roedores que escapam do fogo.

Tanto os fatores naturais (relâmpagos) quanto as ações humanas acidentais e não aleatórias podem contribuir para a ocorrência de incêndios. Existem dois tipos de incêndios. Os incêndios de topo são os mais difíceis de conter e controlar. Na maioria das vezes são muito intensos e destroem toda a vegetação e matéria orgânica do solo. Tais incêndios têm um efeito limitante em muitos organismos.

fogos de chão, pelo contrário, têm um efeito seletivo: para alguns organismos são mais destrutivos, para outros - menos e, assim, contribuem para o desenvolvimento de organismos com alta resistência ao fogo. Além disso, pequenos incêndios de solo complementam a ação das bactérias, decompondo as plantas mortas e acelerando a transformação elementos minerais nutrição em uma forma adequada para uso por novas gerações de plantas. Em habitats com solo marginal, os incêndios contribuem para o seu enriquecimento com elementos de cinzas e nutrientes.

Com umidade suficiente (as pradarias da América do Norte), os incêndios estimulam o crescimento de gramíneas em detrimento das árvores. Os incêndios desempenham um papel regulador particularmente importante nas estepes e savanas. Aqui, incêndios periódicos reduzem a probabilidade de invasão de arbustos do deserto.

O homem é muitas vezes a causa de um aumento na frequência de incêndios florestais, embora uma pessoa privada não tenha o direito de causar intencionalmente (mesmo acidentalmente) um incêndio na natureza. No entanto, o uso do fogo por especialistas faz parte do uso adequado do solo.

Teste " Fatores abióticos quartas-feiras"

1. Sinal para o início da migração outonal de aves insetívoras:

1) diminuir a temperatura ambiente

2) redução das horas de luz do dia

3) falta de comida

4) aumento da umidade e pressão

2. O número de esquilos na zona florestal NÃO é afetado por:

1) mudança de invernos frios e quentes

2) colheita de cones de abeto

3) o número de predadores

3. Os fatores abióticos incluem:

1) competição das plantas pela absorção de luz

2) a influência das plantas na vida animal

3) mudança de temperatura durante o dia

4) poluição humana

4. O fator que limita o crescimento de plantas herbáceas em uma floresta de abetos é uma desvantagem:

4) minerais

5. Qual é o nome de um fator que se desvia significativamente do valor ótimo para a espécie:

1) abiótico

2) biótico

3) antropogênico

4) limitando

6. O sinal para o início da queda de folhas nas plantas é:

1) aumento da umidade do ambiente

2) redução na duração das horas de luz do dia

3) diminuição da umidade do ambiente

4) aumento da temperatura do ambiente

7. Vento, precipitação, tempestades de poeira são fatores:

1) antropogênico

2) biótico

3) abiótico

4) limitando

8. A reação dos organismos a uma mudança na duração das horas de luz do dia é chamada de:

1) mudanças microevolutivas

2) fotoperiodismo

3) fototropismo

4) reflexo incondicionado

9. Os fatores ambientais abióticos incluem:

1) minando as raízes por javalis

2) invasão de gafanhotos

3) a formação de colônias de pássaros

4) forte nevasca

10. Dos fenômenos listados, biorritmos diários incluem:

1) migrações peixes marinhos Aparecer

2) abertura e fechamento de flores de angiospermas

3) brotação em árvores e arbustos

4) abertura e fechamento de conchas em moluscos

11. Que fator limita a vida das plantas na zona da estepe?

1) alta temperatura

2) falta de umidade

3) sem húmus

4) excesso de raios ultravioleta

12. Os fatores abióticos mineralizadores de resíduos orgânicos mais importantes na biogeocenose da floresta são:

1) geada

13. Os fatores abióticos que determinam o tamanho da população incluem:

1) competição interespecífica

3) diminuição da fertilidade

4) umidade

14. O principal fator limitante para a vida vegetal no Oceano Índico é a falta de:

3) sais minerais

4) matéria orgânica

15. Os fatores ambientais abióticos incluem:

1) fertilidade do solo

2) uma grande variedade de plantas

3) a presença de predadores

4) temperatura do ar

16. A reação dos organismos à duração do dia é chamada:

1) fototropismo

2) heliotropismo

3) fotoperiodismo

4) fototaxia

17. Qual dos fatores regula os fenômenos sazonais na vida das plantas e animais?

1) mudança de temperatura

2) nível de umidade do ar

3) a presença de abrigo

4) duração do dia e da noite

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

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

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

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

18. Qual dos seguintes fatores de natureza inanimada afeta mais significativamente a distribuição dos anfíbios?

3) pressão do ar

4) umidade

19. As plantas cultivadas não crescem bem em solo encharcado, como nele:

1) teor insuficiente de oxigênio

2) o metano é formado

3) excesso de conteúdo de matéria orgânica

4) contém muita turfa

20. Que adaptação contribui para o resfriamento das plantas quando a temperatura do ar aumenta?

1) diminuição da taxa metabólica

2) aumento da intensidade da fotossíntese

3) diminuição da intensidade da respiração

4) aumento da evaporação da água

21. Qual adaptação em plantas tolerantes à sombra proporciona uma absorção mais eficiente e completa da luz solar?

1) folhas pequenas

2) folhas grandes

3) espinhos e espinhos

4) revestimento de cera nas folhas

São fatores de natureza inanimada que afetam direta ou indiretamente o corpo - luz, temperatura, umidade, composição química do ar, água e solo, etc. não dependem diretamente da atividade dos organismos vivos).

Leve

(radiação solar) - um fator ambiental caracterizado pela intensidade e qualidade da energia radiante do Sol, que é usada por plantas verdes fotossintéticas para criar biomassa vegetal. A luz solar que atinge a superfície da Terra é a principal fonte de energia para manter equilíbrio térmico do planeta, a troca de água dos organismos, a criação e transformação da matéria orgânica pela ligação autotrófica da biosfera, o que acaba por possibilitar a formação de um ambiente capaz de satisfazer as necessidades vitais dos organismos.

O efeito biológico da luz solar é determinado por sua composição espectral. [mostrar] ,

Na composição espectral da luz solar, existem

• raios infravermelhos (comprimento de onda acima de 0,75 mícrons)
• raios visíveis (0,40-0,75 mícrons) e
• raios ultravioleta (menos de 0,40 mícrons)

Diferentes partes do espectro solar são desiguais na ação biológica.

infravermelho, ou térmicos, os raios carregam a maior quantidade de energia térmica. Eles representam cerca de 49% da energia radiante que é percebida pelos organismos vivos. A radiação térmica é bem absorvida pela água, cuja quantidade nos organismos é bastante grande. Isso leva ao aquecimento de todo o organismo, o que é de particular importância para animais de sangue frio (insetos, répteis, etc.). Em plantas função essencial raios infravermelhos consiste na implementação da transpiração, com a ajuda da qual o excesso de calor é removido das folhas com vapor de água, bem como na criação condições ideais entrar dióxido de carbono através dos estômatos.

Parte visível do espectro constituem cerca de 50% da energia radiante que chega à Terra. Esta energia é necessária pelas plantas para a fotossíntese. No entanto, apenas 1% dele é usado para isso, o restante é refletido ou dissipado na forma de calor. Esta região do espectro levou ao aparecimento de muitas adaptações importantes em organismos vegetais e animais. Nas plantas verdes, além da formação de um complexo de pigmentos absorventes de luz, com a ajuda do qual o processo de fotossíntese é realizado, surgiu uma cor brilhante de flores, o que ajuda a atrair polinizadores.

Para os animais, a luz desempenha principalmente um papel informativo e está envolvida na regulação de muitos processos fisiológicos e bioquímicos. Os protozoários já possuem organelas sensíveis à luz (um olho sensível à luz em Euglena verde), e a reação à luz é expressa na forma de fototaxia - movimento em direção à iluminação mais alta ou mais baixa. Começando pelos celenterados, praticamente todos os animais desenvolvem órgãos fotossensíveis de várias estruturas. Existem animais noturnos e crepusculares (corujas, os morcegos etc.), bem como animais que vivem em escuridão constante (medvedka, lombriga, toupeira, etc.).

parte UV caracterizado pela maior energia quântica e alta atividade fotoquímica. Com a ajuda de raios ultravioleta com comprimento de onda de 0,29-0,40 mícrons, a biossíntese de vitamina D, pigmentos da retina e pele é realizada em animais. Esses raios são melhor percebidos pelos órgãos de visão de muitos insetos, nas plantas eles têm um efeito modelador e contribuem para a síntese de certos compostos biologicamente ativos (vitaminas, pigmentos). Raios com comprimento de onda inferior a 0,29 mícrons têm um efeito prejudicial sobre os seres vivos.

intensidade [mostrar] ,

As plantas, cuja atividade vital é inteiramente dependente da luz, apresentam diversas adaptações morfoestruturais e funcionais ao regime luminoso dos habitats. De acordo com os requisitos para as condições de iluminação, as plantas são divididas nos seguintes grupos ecológicos:

1. Plantas que amam a luz (heliófitas) habitats abertos que prosperam apenas em plena luz solar. Eles são caracterizados por uma alta intensidade de fotossíntese. São plantas do início da primavera das estepes e semi-desertos (cebola de ganso, tulipas), plantas de encostas sem árvores (sálvia, hortelã, tomilho), cereais, banana, nenúfar, acácia, etc.
2. plantas tolerantes à sombra caracterizam-se por uma ampla amplitude ecológica ao fator luz. Cresce melhor em condições de alta luminosidade, mas é capaz de se adaptar a condições de diferentes níveis de sombreamento. São plantas lenhosas (bétula, carvalho, pinheiro) e herbáceas (morango silvestre, violeta, erva de São João, etc.).
3. Plantas que gostam de sombra (esciófitas) não suportam iluminação forte, crescem apenas em locais sombreados (sob o dossel da floresta) e nunca crescem em locais abertos. Em clareiras sob forte iluminação, seu crescimento diminui e às vezes eles morrem. Estas plantas incluem gramíneas florestais - samambaias, musgos, oxalis, etc. A adaptação ao sombreamento é geralmente combinada com a necessidade de um bom abastecimento de água.

Frequência diária e sazonal [mostrar] .

A periodicidade diária determina os processos de crescimento e desenvolvimento de plantas e animais, que dependem da duração das horas de luz do dia.

O fator que regula e controla o ritmo da vida diária dos organismos é chamado de fotoperiodismo. É o fator de sinal mais importante que permite a plantas e animais "medir o tempo" - a razão entre a duração do período de iluminação e escuridão durante o dia, para determinar os parâmetros quantitativos de iluminação. Em outras palavras, o fotoperiodismo é a reação dos organismos à mudança do dia e da noite, que se manifesta em flutuações na intensidade dos processos fisiológicos - crescimento e desenvolvimento. É a duração do dia e da noite que muda com muita precisão e naturalidade ao longo do ano, independentemente de fatores aleatórios, repetindo-se invariavelmente de ano para ano, portanto os organismos em processo de evolução coordenaram todas as etapas de seu desenvolvimento com o ritmo desses intervalos de tempo. .

Na zona temperada, a propriedade do fotoperiodismo serve como fator climático funcional que determina o ciclo de vida da maioria das espécies. Nas plantas, o efeito fotoperiódico se manifesta na coordenação do período de floração e amadurecimento dos frutos com o período da fotossíntese mais ativa, nos animais - na coincidência do tempo de reprodução com o período de abundância de alimentos, em insetos - no início da diapausa e na saída dela.

Os fenômenos biológicos causados ​​pelo fotoperiodismo também incluem migrações sazonais (voos) de aves, a manifestação de seus instintos de nidificação e reprodução, a mudança de casacos de pele em mamíferos, etc.

De acordo com a duração necessária do período de luz, as plantas são divididas em

• os de dias longos, que requerem mais de 12 horas de tempo de luz para o crescimento e desenvolvimento normal (linho, cebola, cenoura, aveia, meimendro, narcótico, jovem, batata, beladona, etc.);
• plantas de dia curto - precisam de pelo menos 12 horas de período escuro ininterrupto para floração (dália, repolho, crisântemo, amaranto, tabaco, milho, tomate etc.);
• plantas neutras nas quais o desenvolvimento de órgãos generativos ocorre tanto com dias longos quanto curtos (calêndulas, uvas, floxes, lilases, trigo sarraceno, ervilhas, knotweed, etc.)

As plantas de dias longos são originárias principalmente das latitudes do norte, as plantas de dias curtos das latitudes do sul. NO zona tropical, onde a duração do dia e da noite mudam pouco ao longo do ano, o fotoperíodo não pode servir como fator orientador na periodicidade processos biológicos. É substituído por estações secas e chuvosas alternadas. Espécies de dias longos têm tempo para produzir colheitas mesmo nas condições de um verão curto no norte. A formação de uma grande massa de substâncias orgânicas ocorre no verão durante um dia bastante longo, que na latitude de Moscou pode chegar a 17 horas e na latitude de Arkhangelsk - mais de 20 horas por dia.

A duração do dia afeta significativamente o comportamento dos animais. Com o início dos dias de primavera, cuja duração aumenta progressivamente, os instintos de nidificação aparecem nos pássaros, eles retornam de terras quentes (embora a temperatura do ar ainda possa ser desfavorável) e começam a botar ovos; animais de sangue quente mudam.

O encurtamento do dia no outono causa fenômenos sazonais opostos: os pássaros voam para longe, alguns animais hibernam, outros crescem uma pelagem densa, estágios de inverno se formam em insetos (apesar da temperatura ainda favorável e da abundância de alimentos). Nesse caso, uma diminuição na duração do dia sinaliza aos organismos vivos que o período de inverno está se aproximando e eles podem se preparar para isso com antecedência.

Em animais, especialmente artrópodes, o crescimento e o desenvolvimento também dependem da duração das horas de luz do dia. Por exemplo, brancos de repolho, mariposas de bétula se desenvolvem normalmente apenas com uma longa luz do dia, enquanto bichos-da-seda, vários tipos de gafanhotos, colher - com uma curta. O fotoperiodismo também afeta o tempo de início e término da estação de acasalamento em aves, mamíferos e outros animais; na reprodução, desenvolvimento embrionário de anfíbios, répteis, aves e mamíferos;

As mudanças sazonais e diurnas na iluminação são as mais relógio preciso, cujo curso é claramente regular e praticamente não mudou durante o último período de evolução.

Graças a isso, tornou-se possível regular artificialmente o desenvolvimento de animais e plantas. Por exemplo, a criação de plantas em estufas, estufas ou viveiros de luz do dia com duração de 12 a 15 horas permite cultivar vegetais, plantas ornamentais mesmo no inverno, acelerar o crescimento e o desenvolvimento de mudas. Por outro lado, sombrear as plantas no verão acelera o surgimento de flores ou sementes de plantas de outono tardias.

Ao estender o dia devido à iluminação artificial no inverno, é possível aumentar o período de postura de galinhas, gansos, patos e regular a reprodução de animais peludos em fazendas de peles. O fator luz também desempenha um papel importante em outros processos de vida dos animais. Em primeiro lugar, é uma condição necessária para a visão, sua orientação visual no espaço como resultado da percepção pelos órgãos de visão de raios de luz diretos, dispersos ou refletidos de objetos circundantes. O conteúdo de informações para a maioria dos animais de luz polarizada, a capacidade de distinguir cores, de navegar por fontes de luz astronômicas nas migrações de pássaros no outono e na primavera e nas habilidades de navegação de outros animais é grande.

Com base no fotoperiodismo em plantas e animais, no processo de evolução, foram desenvolvidos ciclos anuais específicos de períodos de crescimento, reprodução e preparação para o inverno, que são chamados de ritmos anuais ou sazonais. Esses ritmos se manifestam em uma mudança na intensidade da natureza dos processos biológicos e se repetem em intervalos anuais. A coincidência dos períodos do ciclo de vida com a estação correspondente é de grande importância para a existência da espécie. Os ritmos sazonais proporcionam às plantas e aos animais as condições mais favoráveis ​​para o crescimento e desenvolvimento.

Além disso, processos fisiológicos plantas e animais estão em estrita dependência do ritmo diário, que é expresso por certos ritmos biológicos. Consequentemente, os ritmos biológicos são mudanças periódicas recorrentes na intensidade e na natureza dos processos e fenômenos biológicos. Em plantas ritmos biológicos manifestam-se no movimento diário das folhas, pétalas, mudanças na fotossíntese, nos animais - nas flutuações de temperatura, mudanças na secreção de hormônios, na taxa de divisão celular, etc. pressão arterial, vigília e sono, etc. Os ritmos biológicos são reações hereditariamente fixas, portanto, o conhecimento de seus mecanismos é importante na organização do trabalho e descanso de uma pessoa.

Temperatura

Um dos fatores abióticos mais importantes dos quais depende em grande parte a existência, o desenvolvimento e a distribuição dos organismos na Terra [mostrar] .

O limite superior de temperatura para a vida na Terra é provavelmente 50-60°C. Nessas temperaturas, há perda da atividade enzimática e do enovelamento da proteína. No entanto, a faixa de temperatura geral da vida ativa no planeta é muito mais ampla e é limitada pelos seguintes limites (Tabela 1)

Tabela 1. Faixa de temperatura da vida ativa no planeta, °С

Entre os organismos que podem existir em temperaturas muito altas, são conhecidas as algas termofílicas, que podem viver em fontes termais a 70-80°C. Tolera com sucesso temperaturas muito altas (65-80 ° C) líquenes, sementes e órgãos vegetativos plantas do deserto (saxaul, espinho de camelo, tulipas) localizadas na camada superior do solo quente.

Existem muitas espécies de animais e plantas que podem suportar grandes valores de temperaturas abaixo de zero. Árvores e arbustos em Yakutia não congelam a menos de 68°C. Na Antártida, a menos 70 ° C, os pinguins vivem e no Ártico - ursos polares, raposas árticas, corujas polares. As águas polares com temperaturas que variam de 0 a -2°C são habitadas por vários representantes da flora e fauna - microalgas, invertebrados, peixes, cujo ciclo de vida ocorre constantemente em tais condições de temperatura.

O significado da temperatura reside principalmente em sua influência direta na velocidade e na natureza do curso das reações metabólicas nos organismos. Como as flutuações de temperatura diárias e sazonais aumentam com a distância do equador, plantas e animais, adaptando-se a elas, apresentam diferentes necessidades de calor.

Métodos de adaptação

• Migração - reassentamento em condições mais favoráveis. Baleias, muitas espécies de pássaros, peixes, insetos e outros animais migram regularmente ao longo do ano.
• Dormência - um estado de imobilidade completa, uma diminuição acentuada da atividade vital, cessação da nutrição. É observada em insetos, peixes, anfíbios, mamíferos quando a temperatura ambiente cai no outono, inverno (hibernação) ou quando aumenta no verão nos desertos (hibernação de verão).
• A anabiose é um estado de supressão acentuada dos processos vitais, quando as manifestações visíveis da vida param temporariamente. Este fenômeno é reversível. Observa-se em micróbios, plantas, animais inferiores. Sementes de algumas plantas em animação suspensa podem ter até 50 anos. Micróbios em estado de animação suspensa formam esporos, protozoários - cistos.

Muitas plantas e animais, com treinamento adequado, suportam com sucesso temperaturas extremamente baixas em estado de dormência profunda ou anabiose. Em experimentos de laboratório, sementes, pólen, esporos de plantas, nematóides, rotíferos, cistos de protozoários e outros organismos, espermatozóides, após desidratação ou colocação em soluções de substâncias protetoras especiais - crioprotetores - suportam temperaturas próximas ao zero absoluto.

Atualmente, houve progresso no uso prático de substâncias com propriedades crioprotetoras (glicerol, óxido de polietileno, dimetilsulfóxido, sacarose, manitol, etc.) em biologia, agricultura e medicina. Em soluções de crioprotetores, é realizado o armazenamento a longo prazo de sangue enlatado, esperma para inseminação artificial de animais de fazenda, alguns órgãos e tecidos para transplante; proteção das plantas contra geadas de inverno, geadas do início da primavera, etc. Os problemas acima são da competência da criobiologia e da criomedicina e estão sendo resolvidos por muitas instituições científicas.

• Termorregulação. As plantas e os animais evoluíram vários mecanismos termorregulação:

1. em plantas
   • fisiológico - o acúmulo de açúcar nas células, devido ao qual a concentração de seiva celular aumenta e o teor de água das células diminui, o que contribui para a resistência ao gelo das plantas. Por exemplo, em bétula anã, zimbro, os galhos superiores morrem a temperaturas extremamente baixas, e os rastejantes hibernam sob a neve e não morrem.
   • fisica
     1. transpiração estomática - remoção do excesso de calor e prevenção de queimaduras removendo a água (evaporação) do corpo da planta
     2. morfológico - destinado a evitar o superaquecimento: pubescência densa das folhas para dispersar os raios do sol, uma superfície brilhante para refleti-los, uma diminuição da superfície absorvente dos raios - dobrando a lâmina foliar em um tubo (erva de penas, festuca), posicionamento a folha com borda aos raios solares (eucalipto), redução da folhagem (saxaul, cacto); para evitar o congelamento: formas especiais crescimento - nanismo, formação de formas rastejantes (inverno sob a neve), cor escura (ajuda a absorver melhor os raios de calor e aquecer sob a neve)
2. em animais
   • de sangue frio (poiquilotérmico, ectotérmico) [invertebrados, peixes, anfíbios e répteis] - a regulação da temperatura corporal é realizada de forma passiva aumentando o trabalho muscular, características da estrutura e cor do tegumento, encontrando locais onde é possível a absorção intensa da luz solar , etc., t .to. eles não podem se aquecer processos metabólicos e sua atividade depende principalmente do calor vindo de fora e da temperatura corporal - dos valores da temperatura ambiente e do balanço energético (a proporção de absorção e retorno de energia radiante).
   • de sangue quente (homeotérmico, endotérmico) [aves e mamíferos] - capaz de manter uma temperatura corporal constante, independentemente da temperatura do ambiente. Esta propriedade permite que muitas espécies animais vivam e se reproduzam em temperaturas abaixo de zero (renas, ursos polares, pinípedes, pinguins). No processo de evolução, eles desenvolveram dois mecanismos termorreguladores pelos quais mantêm uma temperatura corporal constante: o químico e o físico. [mostrar] .
     • O mecanismo químico de termorregulação é fornecido pela velocidade e intensidade das reações redox e é controlado reflexivamente pelo sistema nervoso central. Um papel importante na melhoria da eficiência mecanismo químico a termorregulação foi desempenhada por aromorfoses como o aparecimento de um coração de quatro câmaras, a melhoria dos órgãos respiratórios em aves e mamíferos.
     • O mecanismo físico de termorregulação é fornecido pelo aparecimento de capas isolantes de calor (penas, peles, gordura subcutânea), glândulas sudoríparas, órgãos respiratórios, bem como o desenvolvimento de mecanismos nervosos para regular a circulação sanguínea.

     Um caso especial de homoiotermia é a heterotermia - um nível diferente de temperatura corporal dependendo da atividade funcional do organismo. A heterotermia é característica de animais que caem em hibernação ou estupor temporário durante um período desfavorável do ano. Ao mesmo tempo, sua alta temperatura corporal é visivelmente reduzida devido ao metabolismo lento (esquilos, ouriços, morcegos, filhotes rápidos, etc.).

Limites de resistência grandes valores do fator de temperatura são diferentes tanto em organismos pecilotérmicos quanto em homoiotérmicos.

Espécies euritérmicas são capazes de tolerar flutuações de temperatura em uma ampla faixa.

Os organismos estenotérmicos vivem em condições de limites estreitos de temperatura, subdivididos em espécies estenotérmicas amantes do calor (orquídeas, arbustos de chá, café, corais, águas-vivas, etc.) profundezas do oceano etc.).

Para cada organismo ou grupo de indivíduos, existe zona ideal temperatura, dentro da qual a atividade se expressa especialmente bem. Acima desta zona está uma zona de estupor térmico temporário, ainda mais alta - uma zona de inatividade prolongada ou hibernação de verão, beirando uma zona de alta temperatura letal. Quando este fica abaixo do ótimo, há uma zona de estupor frio, hibernação e baixa temperatura letal.

A distribuição dos indivíduos na população, dependendo da mudança do fator temperatura ao longo do território, geralmente obedece ao mesmo padrão. A zona de temperaturas ótimas corresponde à maior densidade populacional e, em ambos os lados dela, observa-se uma diminuição da densidade até a borda da serra, onde é a menor.

O fator temperatura em uma grande área da Terra está sujeito a pronunciadas flutuações diárias e sazonais, que por sua vez determinam o ritmo correspondente dos fenômenos biológicos na natureza. Dependendo do fornecimento de energia térmica para seções simétricas de ambos os hemisférios do globo, a partir do equador, distinguem-se as seguintes zonas climáticas:

1. zona tropical. A temperatura média anual mínima ultrapassa os 16°C, nos dias mais frios não desce abaixo dos 0°C. As flutuações de temperatura ao longo do tempo são insignificantes, a amplitude não ultrapassa os 5°C. A vegetação é durante todo o ano.
2. zona subtropical. A temperatura média do mês mais frio não é inferior a 4° C, e a do mês mais quente é superior a 20° C. As temperaturas abaixo de zero são raras. Não há cobertura de neve estável no inverno. A estação de crescimento dura 9-11 meses.
3. zona temperada. A estação de crescimento de verão e o período de dormência de inverno das plantas são bem expressos. A parte principal da zona tem cobertura de neve estável. As geadas são típicas na primavera e no outono. Às vezes, essa zona é dividida em duas: moderadamente quente e moderadamente fria, caracterizadas por quatro estações.
4. zona fria. A temperatura média anual é inferior a 0 ° C, as geadas são possíveis mesmo durante um curto período de crescimento (2-3 meses). A flutuação anual de temperatura é muito grande.

O padrão de distribuição vertical da vegetação, solos e vida selvagem em áreas montanhosas também se deve principalmente ao fator temperatura. Nas montanhas do Cáucaso, Índia, África, podem ser distinguidos quatro ou cinco cinturões de plantas, cuja sequência de baixo para cima corresponde à sequência zonas de latitude do equador ao pólo na mesma altura.

Umidade

Um fator ambiental caracterizado pelo teor de água no ar, solo, organismos vivos. Na natureza, há um ritmo diário de umidade: sobe à noite e desce durante o dia. Juntamente com a temperatura e a luz, a umidade desempenha um papel importante na regulação da atividade dos organismos vivos. A principal fonte de água para plantas e animais é a precipitação e A água subterrânea assim como orvalho e neblina.

A umidade é uma condição necessária para a existência de todos os organismos vivos na Terra. A vida se originou no ambiente aquático. Os habitantes da terra ainda dependem da água. Para muitas espécies de animais e plantas, a água continua a ser um habitat. A importância da água nos processos vitais é determinada pelo fato de ser o principal ambiente da célula, onde os processos metabólicos são realizados, atua como o produto inicial, intermediário e final mais importante das transformações bioquímicas. A importância da água também é determinada pelo seu conteúdo quantitativo. Os organismos vivos consistem em pelo menos 3/4 de água.

Em relação à água, as plantas superiores são divididas em

• hidrófitas - plantas aquáticas (nenúfar, ponta de flecha, lentilha);
• higrófitas - habitantes de lugares excessivamente úmidos (cálamo, relógio);
• mesófitos - plantas de condições normais de umidade (lírio do vale, valeriana, tremoço);
• xerófitas - plantas que vivem em condições de deficiência de umidade constante ou sazonal (saxaul, espinho de camelo, ephedra) e suas variedades suculentas (cactos, euphorbia).

Adaptações para viver em um ambiente desidratado e um ambiente com falta periódica de umidade Uma característica importante dos principais fatores climáticos (luz, temperatura, umidade) é sua variabilidade regular durante o ciclo anual e mesmo durante o dia, bem como dependendo da zona geográfica. Nesse sentido, as adaptações dos organismos vivos também têm um caráter regular e sazonal. A adaptação dos organismos às condições ambientais pode ser rápida e reversível ou bastante lenta, o que depende da profundidade do impacto do fator. Como resultado da atividade vital, os organismos são capazes de alterar as condições abióticas da vida. Por exemplo, as plantas da camada inferior estão em condições de menor iluminação; os processos de decomposição de substâncias orgânicas que ocorrem em corpos d'água muitas vezes causam deficiência de oxigênio para outros organismos. Devido à atividade dos organismos aquáticos, a temperatura e regimes de água, a quantidade de oxigênio, dióxido de carbono, pH do meio, composição espectral luz e outros. Ambiente do ar e sua composição gasosa O desenvolvimento do ambiente aéreo pelos organismos começou depois que eles desembarcaram. Mora em ambiente aéreo exigia adaptações específicas e um alto nível de organização de plantas e animais. Baixa densidade e teor de água, alto teor de oxigênio, fácil de mover massas de ar, mudanças bruscas de temperatura, etc., afetaram visivelmente o processo de respiração, troca de água e movimento dos seres vivos. A grande maioria dos animais terrestres ao longo da evolução adquiriu a capacidade de voar (75% de todas as espécies de animais terrestres). Muitas espécies são caracterizadas por ansmocoria - assentamento com a ajuda de correntes de ar (esporos, sementes, frutos, cistos de protozoários, insetos, aranhas, etc.). Algumas plantas tornaram-se polinizadas pelo vento. Para a existência bem-sucedida de organismos, não apenas as propriedades físicas, mas também químicas do ar, o conteúdo de componentes gasosos necessários à vida é importante. Oxigênio. Por maioria absoluta Os organismos vivos precisam de oxigênio para a vida. Apenas bactérias anaeróbicas podem prosperar em um ambiente anóxico. O oxigênio garante a implementação de reações exotérmicas, durante as quais é liberada a energia necessária para a vida dos organismos. É o aceptor final de elétrons, que é separado do átomo de hidrogênio no processo de troca de energia. Em química estado vinculado o oxigênio é uma parte de muitos compostos orgânicos e minerais muito importantes de organismos vivos. Seu papel como agente oxidante na circulação de elementos individuais da biosfera é enorme. Os únicos produtores de oxigênio livre na Terra são as plantas verdes, que o formam no processo de fotossíntese. Uma certa quantidade de oxigênio é formada como resultado da fotólise do vapor de água pelos raios ultravioleta fora da camada de ozônio. A absorção de oxigênio pelos organismos do ambiente externo ocorre por toda a superfície do corpo (protozoários, vermes) ou por órgãos respiratórios especiais: traqueias (insetos), brânquias (peixes), pulmões (vertebrados). O oxigênio é quimicamente ligado e transportado por todo o corpo por pigmentos sanguíneos especiais: hemoglobina (vertebrados), hemociapina (moluscos, crustáceos). Organismos que vivem em condições de constante falta de oxigênio desenvolveram adaptações apropriadas: aumento da capacidade de oxigênio do sangue, movimentos respiratórios mais frequentes e profundos, grande capacidade pulmonar (em montanheses, pássaros) ou diminuição do uso de oxigênio pelos tecidos devido a um aumento da quantidade de mioglobina, um acumulador de oxigênio nos tecidos (entre os habitantes do ambiente aquático). Devido à alta solubilidade do CO 2 e O 2 na água, seu conteúdo relativo aqui é maior (2-3 vezes) do que no ar (Fig. 1). Esta circunstância é muito importante para organismos aquáticos que usam oxigênio dissolvido para respiração ou CO2 para fotossíntese (fototróficos aquáticos). Dióxido de carbono. A quantidade normal desse gás no ar é pequena - 0,03% (em volume) ou 0,57 mg / l. Como resultado, mesmo pequenas flutuações no conteúdo de CO 2 são refletidas significativamente no processo de fotossíntese, que depende diretamente dele. As principais fontes de CO 2 que entram na atmosfera são a respiração de animais e plantas, processos de combustão, erupções vulcânicas, a atividade de microrganismos e fungos do solo, empresas industriais e transporte. Possuindo a propriedade de absorção na região do infravermelho do espectro, o dióxido de carbono afeta os parâmetros ópticos e o regime de temperatura da atmosfera, causando o conhecido "efeito estufa". importante aspecto ambientalé o aumento da solubilidade do oxigênio e do dióxido de carbono na água à medida que sua temperatura diminui. É por isso que a fauna das bacias hidrográficas das latitudes polares e subpolares é muito abundante e diversificada, principalmente devido ao aumento da concentração em água fria oxigênio. A dissolução do oxigênio na água, como qualquer outro gás, obedece à lei de Henry: é inversamente proporcional à temperatura e cessa quando se atinge o ponto de ebulição. NO águas mornas Nas bacias tropicais, uma concentração reduzida de oxigênio dissolvido limita a respiração e, consequentemente, a vida e o número de animais aquáticos. Recentemente, houve uma notável deterioração do regime de oxigênio de muitos corpos d'água, causada pelo aumento da quantidade de poluentes orgânicos, cuja destruição requer uma grande quantidade de oxigênio. Zoneamento da distribuição de organismos vivos Zona geográfica (latitudinal) Na direção latitudinal de norte a sul, as seguintes zonas naturais estão localizadas sucessivamente no território da Federação Russa: tundra, taiga, floresta decídua, estepe, deserto. Entre os elementos do clima que determinam a zonalidade da distribuição e distribuição dos organismos, o papel principal é desempenhado por fatores abióticos - temperatura, umidade, regime de luz. As mudanças zonais mais visíveis se manifestam na natureza da vegetação - o principal componente da biocenose. Isso, por sua vez, é acompanhado por mudanças na composição dos animais - consumidores e destruidores de resíduos orgânicos nos elos das cadeias alimentares. Tundra- uma planície fria e sem árvores do hemisfério norte. Suas condições climáticas não são muito adequadas para a vegetação de plantas e a decomposição de resíduos orgânicos (permafrost, relativamente temperatura baixa mesmo no verão, um curto período de temperaturas positivas). Aqui, formaram-se biocenoses peculiares na composição de espécies (musgos, líquens). Nesse sentido, a produtividade da biocenose da tundra é baixa: 5-15 c/ha de matéria orgânica por ano. Zona taiga caracterizada por condições edafoclimáticas relativamente favoráveis, especialmente para as coníferas. Biocenoses ricas e altamente produtivas se formaram aqui. A formação anual de matéria orgânica é de 15-50 c/ha. As condições da zona temperada levaram à formação de biocenoses complexas Florestas decíduas com a maior produtividade biológica no território da Federação Russa (até 60 c/ha por ano). As variedades de florestas caducifólias são florestas de carvalhos, florestas de faia-ácer, florestas mistas, etc. Essas florestas são caracterizadas por arbustos e vegetação rasteira bem desenvolvidos, o que contribui para a colocação de fauna diversificada em espécies e quantidade. Estepes- uma zona natural da zona temperada dos hemisférios da Terra, que se caracteriza por um abastecimento insuficiente de água, pelo que aqui prevalece a vegetação herbácea, principalmente de cereais (erva-de-pena, festuca, etc.). O mundo animal é diverso e rico (raposa, lebre, hamster, camundongos, muitas aves, especialmente as migratórias). As áreas mais importantes para a produção de grãos, industrial, hortaliças e pecuária estão localizadas na zona da estepe. A produtividade biológica desta zona natural é relativamente alta (até 50 c/ha por ano). deserto prevalecer em Ásia Central. Devido à baixa pluviosidade e às altas temperaturas no verão, a vegetação cobre menos de metade do território desta zona e apresenta adaptações específicas às condições de seca. O mundo animal é diverso, suas características biológicas foram consideradas anteriormente. A formação anual de matéria orgânica na zona desértica não excede 5 q/ha (Fig. 107). Salinidade do ambiente Salinidade do ambiente aquático caracterizado pelo conteúdo de sais solúveis nele. A água doce contém 0,5-1,0 g / l, e a água do mar contém 10-50 g / l de sais. A salinidade do ambiente aquático é importante para seus habitantes. Existem animais adaptados para viver apenas em água doce (ciprinídeos) ou apenas em água do mar (arenque). Alguns peixes têm estágios separados desenvolvimento individual passar em diferentes salinidades da água, por exemplo, a enguia comum vive em água doce, e migra para desovar no Mar dos Sargaços. Esses habitantes aquáticos precisam de uma regulação adequada do equilíbrio de sal no corpo. Mecanismos de regulação da composição iônica de organismos. Os animais terrestres são forçados a regular a composição salina de seus tecidos líquidos para manter o ambiente interno em um estado iônico quimicamente inalterado constante ou quase constante. A principal forma de manter o equilíbrio de sal em organismos aquáticos e plantas terrestres é evitar habitats com salinidade inadequada. Tais mecanismos devem funcionar com especial intensidade e precisão em peixes migratórios (salmão, salmão chum, salmão rosa, enguia, esturjão), que passam periodicamente da água do mar para a água doce ou vice-versa. A maneira mais fácil é a regulação osmótica em água doce. Sabe-se que a concentração de íons nestes últimos é muito menor do que nos tecidos líquidos. De acordo com as leis da osmose, o ambiente externo ao longo do gradiente de concentração através de membranas semipermeáveis ​​entra nas células, há uma espécie de "reprodução" do conteúdo interno. Se tal processo não fosse controlado, o organismo poderia inchar e morrer. No entanto, os organismos de água doce têm órgãos que removem o excesso de água para o exterior. A preservação dos íons necessários à vida é facilitada pelo fato de que a urina desses organismos é bastante diluída (Fig. 2, a). A separação de tal solução diluída dos fluidos internos provavelmente requer o trabalho químico ativo de células ou órgãos especializados (rins) e seu consumo de uma proporção significativa da energia metabólica basal total. Pelo contrário, animais marinhos e peixes bebem e assimilam apenas a água do mar, reabastecendo assim sua saída constante do corpo para o ambiente externo, caracterizado por um alto potencial osmótico. Ao mesmo tempo, íons monovalentes de água salgada são ativamente excretados pelas brânquias e íons bivalentes - pelos rins (Fig. 2, b). As células gastam bastante energia para bombear o excesso de água, portanto, com um aumento na salinidade e uma diminuição na água no corpo, os organismos geralmente mudam para um estado inativo - animação suspensa de sal. Isso é característico de espécies que vivem em poças que secam periodicamente. água do mar, estuários, no litoral (rotíferos, bo-coplovs, flagelados, etc.) Salinidade da camada superior crosta terrestre é determinado pelo conteúdo de íons potássio e sódio nele e, como a salinidade do ambiente aquático, é importante para seus habitantes e, em primeiro lugar, para as plantas que possuem a adaptação adequada a ele. Este fator não é acidental para as plantas; ele as acompanha durante o processo evolutivo. A chamada vegetação solonchak (salgada, alcaçuz, etc.) está confinada a solos com alto teor de potássio e sódio. A camada superior da crosta terrestre é o solo. Além da salinidade do solo, destacam-se seus outros indicadores: acidez, regime hidrotermal, aeração do solo, etc. Juntamente com o relevo, essas propriedades da superfície terrestre, chamadas de fatores edáficos do meio ambiente, têm impacto ecológico sobre seus habitantes. Fatores ambientais edáficos Propriedades da superfície terrestre que têm impacto ecológico sobre seus habitantes. emprestado perfil do solo O tipo de solo é determinado pela sua composição e cor. A - O solo da tundra tem uma superfície turfosa escura. B - O solo do deserto é leve, de granulação grossa e pobre em matéria orgânica Solo de castanheiro (C) e chernozem (D) são solos de prados ricos em húmus típicos das estepes da Eurásia e das pradarias da América do Norte. O latossolo lixiviado avermelhado (E) da savana tropical tem uma camada muito fina, mas rica em húmus. Os solos podzólicos são típicos das latitudes setentrionais, onde há uma grande quantidade de precipitação e muito pouca evaporação. Eles incluem podzol de floresta marrom rico em orgânicos (F), podzol marrom-acinzentado (H) e podzol cinza-pedregoso (I), que possui árvores coníferas e decíduas. Todos eles são relativamente ácidos e, em contraste com eles, um podzol vermelho-amarelo (G) florestas de pinheiros bastante fortemente lixiviado. Dependendo de fatores edáficos, vários grupos ecológicos de plantas podem ser distinguidos. De acordo com a reação à acidez da solução do solo, existem: espécies acidófilas que crescem a um pH inferior a 6,5 ​​(plantas de turfeiras, cavalinha, pinheiro, abeto, samambaia); neutrofílico, preferindo solo com reação neutra (pH 7) (plantas mais cultivadas); basifílicas - plantas que crescem melhor em um substrato que tem reação alcalina(pH acima de 7) (abeto, carpa, thuja) e indiferente - pode crescer em solos com diferentes valores de pH. Em relação à composição química do solo, as plantas são divididas em oligotrófico, pouco exigente na quantidade de nutrientes; mesotrófico, exigindo uma quantidade moderada de minerais no solo (perenes herbáceas, abetos), mesotrófico, necessitando em grande número elementos de cinzas disponíveis (carvalho, fruta). Em relação às baterias individuais espécies que são especialmente exigentes em um alto teor de nitrogênio no solo são chamadas - nitrófilos (urtiga, plantas de curral); exigindo muito cálcio - calcéfilos (faia, larício, cortador, algodão, azeitona); plantas de solos salinos são chamadas halófitas (salwort, salsazan), algumas das halófitas são capazes de excretar sais em excesso para fora, onde esses sais, após a secagem, formam filmes sólidos ou aglomerados cristalinos Em relação à composição mecânica plantas de areia de fluxo livre - psamófitas (saxaul, acácia de areia) plantas de seixos, fendas e depressões de rochas e outros habitats semelhantes - litófitas [petrophytes] (zimbro, carvalho séssil) O relevo do terreno e a natureza do solo afetam significativamente as especificidades do movimento dos animais, a distribuição das espécies cuja atividade vital está temporária ou permanentemente ligada ao solo. A natureza do sistema radicular (profundo, superficial) e o modo de vida da fauna do solo dependem do regime hidrotermal dos solos, sua aeração, composição mecânica e química. A composição química do solo e a variedade de habitantes afetam sua fertilidade. Os mais férteis são os solos de chernozem ricos em húmus. Como fator abiótico, o relevo influencia a distribuição dos fatores climáticos e, assim, a formação da flora e fauna correspondentes. Por exemplo, nas encostas sul de colinas ou montanhas, há sempre uma temperatura mais alta, melhor iluminação e, consequentemente, menos umidade.

Fatores abióticos são fatores espaço (radiação solar) climático (luz, temperatura, umidade, pressão atmosférica, precipitação, movimento do ar), edáfico ou solo fatores (composição mecânica do solo, capacidade de umidade, permeabilidade ao ar, densidade do solo), fatores orográficos (relevo, altura acima do nível do mar, exposição ao declive), fatores químicos (composição gasosa do ar, composição salina e acidez da água e das soluções do solo). Os fatores abióticos afetam os organismos vivos (direta ou indiretamente) através de certos aspectos do metabolismo. Sua peculiaridade é a unilateralidade do impacto: o corpo pode se adaptar a eles, mas não tem um efeito significativo sobre eles.

EU. Fatores de espaço

A biosfera, como habitat de organismos vivos, não está isolada dos complexos processos que ocorrem no espaço sideral, e não está apenas diretamente relacionada ao Sol. Poeira cósmica, matéria meteorítica cai na Terra. A Terra colide periodicamente com asteróides, aproxima-se de cometas. Substâncias e ondas resultantes de erupções passam pela Galáxia supernovas. Claro, nosso planeta está mais intimamente conectado com os processos que ocorrem no Sol, com a chamada atividade solar. A essência desse fenômeno é a transformação da energia acumulada nos campos magnéticos do Sol em energia do movimento de massas gasosas, partículas rápidas e radiação eletromagnética de ondas curtas.

Os processos mais intensos são observados nos centros de atividade, chamados de regiões ativas, em que se observa um aumento do campo magnético, aparecem regiões de maior brilho, assim como as chamadas manchas solares. Liberações de energia explosiva podem ocorrer em regiões ativas, acompanhadas por ejeções de plasma, o aparecimento súbito de raios cósmicos solares e um aumento na emissão de ondas curtas e de rádio. Sabe-se que as mudanças no nível de atividade das erupções são de natureza cíclica com um ciclo normal de 22 anos, embora sejam conhecidas flutuações com uma frequência de 4,3 a 1850 anos. A atividade solar afeta vários processos de vida na Terra - desde a ocorrência de epidemias e explosões de taxas de natalidade até grandes transformações climáticas. Isso foi mostrado em 1915 pelo cientista russo A.L. Chizhevsky, fundador de uma nova ciência - heliobiologia (do grego helios - Sol), que considera o impacto das mudanças na atividade solar na biosfera da Terra.

Assim, a radiação eletromagnética associada à atividade solar com uma ampla faixa de comprimentos de onda está entre os fatores cósmicos mais importantes. A absorção pela atmosfera da Terra da radiação de ondas curtas leva à formação de conchas protetoras, em particular a ozonosfera. Entre outros fatores cósmicos, deve-se mencionar a radiação corpuscular do Sol.

A coroa solar (parte superior da atmosfera solar), constituída principalmente por átomos de hidrogênio ionizado - prótons - com uma mistura de hélio, está em constante expansão. Saindo da coroa, esse fluxo de plasma de hidrogênio se propaga na direção radial e atinge a Terra. Eles o chamam vento solar. Ele preenche toda a área sistema solar; e flui constantemente ao redor da Terra, interagindo com seu campo magnético. É claro que isso se deve à dinâmica da atividade magnética (por exemplo, tempestades magnéticas) e afeta diretamente a vida na Terra.

Mudanças na ionosfera nas regiões polares da Terra também estão associadas aos raios cósmicos solares, que causam ionização. Durante explosões poderosas de atividade solar, o impacto dos raios cósmicos solares pode exceder brevemente o fundo usual dos raios cósmicos galácticos. Atualmente, a ciência acumulou muitos materiais factuais que ilustram a influência de fatores cósmicos nos processos biosféricos. Em particular, foi comprovada a sensibilidade dos invertebrados às mudanças na atividade solar, uma correlação de suas variações com a dinâmica do sistema nervoso e cardiovascular humano, bem como com a dinâmica de doenças - hereditárias, oncológicas, infecciosas, etc., foi estabelecido.

As características do impacto na biosfera de fatores cósmicos e manifestações da atividade solar são que a superfície do nosso planeta é separada do Cosmos por uma poderosa camada de matéria em Estado gasoso, ou seja, a atmosfera.

II. fatores climáticos

A função de formação do clima mais importante pertence à atmosfera como um ambiente que percebe fatores cósmicos e relacionados ao sol.

1. Luz. A energia da radiação solar se propaga no espaço na forma de ondas eletromagnéticas. Cerca de 99% dele são raios com comprimento de onda de 170-4000 nm, incluindo 48% na parte visível do espectro com comprimento de onda de 400-760 nm e 45% no infravermelho (comprimento de onda de 750 nm a 10 "3 m) , cerca de 7% - ao ultravioleta (comprimento de onda inferior a 400 nm).Nos processos de fotossíntese, o papel mais importante é desempenhado pela radiação fotossinteticamente ativa (380-710 nm).

A quantidade de energia da radiação solar que chega à Terra (até o limite superior da atmosfera) é quase constante e é estimada em 1370 W/m2. Este valor é chamado de constante solar.

Ao passar pela atmosfera, a radiação solar é espalhada por moléculas de gás, impurezas em suspensão (sólidas e líquidas), absorvidas por vapor d'água, ozônio, dióxido de carbono, partículas de poeira. A radiação solar espalhada atinge parcialmente a superfície da Terra. Dele parte visível cria luz durante o dia na ausência de luz solar direta, por exemplo, na cobertura de nuvens pesadas.

A energia da radiação solar não é apenas absorvida pela superfície da Terra, mas também refletida por ela na forma de um fluxo de radiação de ondas longas. Superfícies de cores mais claras refletem a luz mais intensamente do que as mais escuras. Assim, neve pura reflete 80-95%, poluída - 40-50, solo de chernozem - 5-14, areia clara - 35-45, dossel da floresta - 10-18%. A razão entre a radiação solar refletida pela superfície e a radiação incidente é chamada de albedo.

A energia radiante do Sol está associada à iluminação da superfície da Terra, que é determinada pela duração e intensidade fluxo luminoso. Plantas e animais em processo de evolução desenvolveram profundas adaptações fisiológicas, morfológicas e comportamentais à dinâmica da iluminação. Todos os animais, incluindo humanos, têm os chamados ritmos circadianos (diários) de atividade.

Os requisitos dos organismos para uma certa duração de tempo escuro e claro são chamados de fotoperiodismo, e as flutuações sazonais na iluminação são especialmente importantes. A tendência progressiva para uma diminuição na duração das horas de luz do dia do verão ao outono serve como informação para se preparar para o inverno ou hibernação. Como as condições fotoperiódicas dependem da latitude, várias espécies (principalmente insetos) podem formar raças geográficas que diferem na duração limite do dia.

2. Temperatura

A estratificação de temperatura é uma mudança na temperatura da água ao longo da profundidade de um objeto de água. A mudança contínua de temperatura é característica de qualquer sistema ecológico. Muitas vezes a palavra "gradiente" é usada para denotar tal mudança. No entanto, a estratificação da temperatura da água em um reservatório é um fenômeno específico. Assim, no verão, as águas superficiais aquecem mais do que as profundas. Como a água mais quente tem menor densidade e menor viscosidade, sua circulação ocorre na superfície, camada aquecida e não se mistura com a água fria mais densa e viscosa. Uma zona intermediária com um gradiente de temperatura acentuado se forma entre as camadas quente e fria, que é chamada de termoclina. O regime geral de temperatura associado a mudanças periódicas (anuais, sazonais, diárias) de temperatura também é a condição mais importante para o habitat dos organismos vivos na água.

3. Umidade. A umidade é a quantidade de vapor de água no ar. As camadas mais baixas da atmosfera são as mais ricas em umidade (até uma altura de 1,5-2,0 km), onde se concentra aproximadamente 50% de toda a umidade atmosférica. O conteúdo de vapor de água no ar depende da temperatura deste último.

4. A precipitação é a água em estado líquido (gotas) ou sólido que cai sobre a terra. superfície das nuvens ou depositado diretamente do ar devido à condensação do vapor de água. Chuva, neve, garoa, chuva congelante, grãos de neve, pelotas de gelo, granizo podem cair das nuvens. A quantidade de precipitação é medida pela espessura da camada de água caída em milímetros.

A precipitação está intimamente relacionada com a humidade do ar e é o resultado da condensação do vapor de água. Devido à condensação na camada de ar superficial, formam-se orvalhos e nevoeiros, e a baixas temperaturas observa-se a cristalização da humidade. Condensação e cristalização do vapor de água nas camadas mais altas da atmosfera formam nuvens estrutura diferente e causar precipitação. Aloque zonas úmidas (úmidas) e secas (áridas) do globo. A quantidade máxima de precipitação cai na zona da floresta tropical (até 2000 mm / ano), enquanto nas zonas áridas (por exemplo, nos desertos) - 0,18 mm / ano.

Precipitação - o fator mais importante, o que influencia os processos de poluição do ambiente natural. A presença de vapor de água (neblina) no ar com a entrada simultânea de, por exemplo, dióxido de enxofre, leva ao fato de que este se transforma em ácido sulfuroso, que é oxidado em ácido sulfúrico. Em condições de ar estagnado (calma), forma-se um nevoeiro tóxico estável. Tais substâncias podem ser lavadas da atmosfera e depositadas em superfícies terrestres e oceânicas. Um resultado típico é a chamada chuva ácida. O material particulado na atmosfera pode servir como núcleo para a condensação da umidade, causando formas diferentes precipitação.

5. Pressão atmosférica. A pressão normal é considerada 101,3 kPa (760 mm Hg). Dentro da superfície do globo, existem áreas de alta e baixa pressão, e mínimos sazonais e diários e máximos de pressão são observados nos mesmos pontos. Os tipos de dinâmica da pressão atmosférica marinha e continental também diferem. Áreas de baixa pressão que ocorrem periodicamente são chamadas de ciclones e são caracterizadas por poderosas correntes de ar movendo-se em espiral e movendo-se no espaço em direção ao centro. Os ciclones estão associados a clima instável e grande quantidade precipitação.

Em contraste, os anticiclones são caracterizados por clima estável, baixas velocidades do vento e, em alguns casos, inversões de temperatura. Durante os anticiclones, podem ocorrer condições meteorológicas desfavoráveis ​​do ponto de vista da transferência e dispersão de impurezas.

6. Movimento do ar. A razão para a formação de correntes de vento e o movimento das massas de ar é o aquecimento desigual de diferentes partes da superfície terrestre, associado a quedas de pressão. O fluxo do vento é direcionado para a pressão mais baixa, mas a rotação da Terra também afeta a circulação das massas de ar em escala global. Na camada superficial do ar, o movimento das massas de ar afeta todos os fatores meteorológicos do ambiente, ou seja, sobre o clima, incluindo temperatura, umidade, evaporação da terra e do mar e transpiração das plantas.

É especialmente importante saber que os fluxos de vento são o fator mais importante na transferência, dispersão e precipitação de poluentes que entram na atmosfera de empresas industriais, usinas termelétricas e transporte. A força e a direção do vento determinam os modos de poluição ambiental. Por exemplo, a calma em combinação com a inversão da temperatura do ar é considerada como condições meteorológicas adversas (NMC) que contribuem para a poluição do ar severa a longo prazo em áreas de empresas industriais e habitação humana.

Em geral padrões de distribuição de níveis e regimes regionais de fatores ambientais

O envelope geográfico da Terra (como a biosfera) é heterogêneo no espaço, diferenciando-se em territórios que diferem entre si. É sucessivamente dividido em zonas físico-geográficas, zonas geográficas, regiões e sub-regiões montanhosas e de várzea intrazonais, subzonas, etc.

O cinturão físico-geográfico é a maior unidade taxonômica da concha geográfica, composta por uma série áreas geográficas, que se aproximam em termos de balanço de calor e regime de umidificação.

Existem, em particular, os cinturões ártico e antártico, subártico e subantártico, norte e sul temperado e subtropical, subequatorial e equatorial.

geográfica (também–natural, paisagem) zona–esta é uma parte significativa do cinturão fisiográfico com caractere especial processos geomorfológicos, com tipos especiais de clima, vegetação, solos, flora e fauna.

As zonas têm contornos predominantemente (embora nem sempre) amplamente alongados e são caracterizados por condições naturais semelhantes, uma certa sequência dependendo da posição latitudinal - esta é a zona geográfica latitudinal, devido principalmente à natureza da distribuição da energia solar nas latitudes , ou seja, com diminuição de sua chegada do equador aos polos e umedecimento desigual.

Junto com a latitudinal, há também uma zonalidade vertical (ou altitudinal) típica de regiões montanhosas, ou seja, uma mudança na vegetação, vida selvagem, solo, condições climáticas, à medida que você sobe do nível do mar, principalmente associada a uma mudança no equilíbrio térmico: a diferença de temperatura do ar é de 0,6-1,0 °C para cada 100 m de altura.

III. edáficoou solofatores

De acordo com a definição de V. R. Williams, o solo é um horizonte superficial solto da terra, capaz de produzir uma safra de plantas. A propriedade mais importante do solo é a sua fertilidade, ou seja, a capacidade de fornecer nutrição orgânica e mineral às plantas. A fertilidade depende das propriedades físicas e químicas do solo, que juntas são edafogênicas (do grego. edafos - solo) ou edáficos.

1. Composição mecânica do solo. O solo é um produto da transformação física, química e biológica (intemperismo) das rochas, é um meio trifásico contendo sólido; componentes líquidos e gasosos. É formado como resultado de interações complexas de clima, plantas, animais, microrganismos e é considerado um corpo bioinerte contendo componentes vivos e não vivos.

Existem muitos tipos de solos no mundo associados a diferentes condições climáticas e às especificidades dos processos de sua formação. Os solos são caracterizados por uma certa zonalidade, embora os cinturões nem sempre sejam contínuos. Dentre principais tipos Os solos da Rússia podem ser chamados de tundra, solos podzólicos da zona da floresta de taiga (o mais comum), chernozems, solos de floresta cinzenta, solos de castanha (ao sul e leste de chernozems), solos marrons (característicos de estepes secos e semi- desertos), solos vermelhos, solonchaks, etc.

Como resultado do movimento e transformação de substâncias, o solo geralmente é dividido em camadas separadas, ou horizontes, cuja combinação forma um perfil de solo na seção (Fig. 2), que em geral se parece com isso:

o horizonte superior (MAS 1 ), contendo produtos de decomposição de matéria orgânica, é o mais fértil. É chamado de húmus ou húmus, tem uma estrutura granular-grumosa ou em camadas. É nele que ocorrem processos físico-químicos complexos, como resultado dos quais são formados os elementos da nutrição das plantas. O húmus tem uma cor diferente.

Acima do horizonte do húmus há uma camada de serapilheira, que é comumente chamada de serapilheira (A 0 ). Consiste em restos de plantas não decompostas.

Abaixo do horizonte do húmus há uma camada esbranquiçada infértil de 10-12 cm de espessura (A 2). Nutrientes lavado com água ou ácidos. Portanto, é chamado de horizonte de lixiviação ou lixiviação (eluvial). Na verdade, é um horizonte podzólico. O quartzo e o óxido de alumínio são fracamente dissolvidos e permanecem neste horizonte.

Ainda mais abaixo fica a rocha-mãe (C).

Os fatores abióticos incluem vários efeitos de componentes não vivos (físico-químicos) da natureza em sistemas biológicos.

Os seguintes principais fatores abióticos são distinguidos:

Modo de luz (iluminação);

Regime de temperatura (temperatura);

Regime de água (umidade),

Regime de oxigênio (teor de oxigênio);

Propriedades físicas e mecânicas do meio (densidade, viscosidade, pressão);

Propriedades químicas do meio (acidez, teor de vários produtos químicos).

Além disso, existem fatores abióticos adicionais: o movimento do ambiente (vento, fluxo de água, surf, aguaceiros), heterogeneidade do ambiente (presença de abrigos).

Às vezes, a ação de fatores abióticos se torna catastrófica: durante incêndios, enchentes, secas. Com grande natural e desastres causados ​​pelo homem pode ocorrer a destruição completa de todos os organismos.

Em relação à ação dos principais fatores abióticos, distinguem-se grupos ecológicos de organismos.

Para descrever esses grupos, são usados ​​termos que incluem raízes de origem grega antiga: -phytes (de "phyton" - uma planta), -philes (de "phileo" - eu amo), -trophy (de "troféu" - comida) , -phages (de " phagos" - um devorador). A raiz - phyta é usada em relação a plantas e procariontes (bactérias), a raiz - filos - em relação a animais (menos frequentemente em relação a plantas, fungos e procariontes), a raiz - troféu - em relação a plantas, fungos e alguns procariontes, a raiz - fagos - em relação aos animais, assim como alguns vírus.

O regime de luz tem um efeito direto, em primeiro lugar, nas plantas. Em relação à iluminação, distinguem-se os seguintes grupos ecológicos de plantas:

1. heliófitas - plantas que amam a luz (plantas de espaços abertos, habitats constantemente bem iluminados).

2. sciófitas - plantas amantes da sombra que não toleram iluminação intensa (plantas das camadas mais baixas de florestas sombrias).

3. heliófitas facultativas - plantas tolerantes à sombra (preferem alta intensidade de luz, mas são capazes de se desenvolver com pouca luz). Estas plantas são parcialmente heliófitas, parcialmente ciófitas.

Regime de temperatura. O aumento da resistência das plantas a baixas temperaturas é alcançado alterando a estrutura do citoplasma, reduzindo a superfície (por exemplo, devido à queda das folhas, a transformação de folhas típicas em agulhas). Aumentar a resistência das plantas a temperaturas altas Isso é alcançado alterando a estrutura do citoplasma, reduzindo a área aquecida e formando uma crosta espessa (há plantas pirofíticas que podem tolerar incêndios).

Os animais regulam a temperatura corporal de várias maneiras:

Regulação bioquímica - uma mudança na intensidade do metabolismo e no nível de produção de calor;

Termorregulação física - mudança no nível de transferência de calor;

Dependendo das condições climáticas, espécies de animais próximos apresentam variabilidade no tamanho e proporções corporais, que são descritas por regras empíricas estabelecidas no século XIX. Regra de Bergman - se duas espécies de animais intimamente relacionadas diferem em tamanho, então as espécies maiores vivem em condições mais frias e as espécies menores vivem em um clima quente. Regra de Allen - se duas espécies animais intimamente relacionadas vivem em condições climáticas, então a razão entre a superfície do corpo e o volume do corpo diminui com o avanço para altas latitudes.

regime de água. De acordo com sua capacidade de manter o equilíbrio hídrico, as plantas são divididas em poiquilohídrica e homeoídrica. As plantas poiquilohídricas absorvem facilmente e perdem água facilmente, toleram a desidratação prolongada. Como regra, são plantas com tecidos pouco desenvolvidos (briófitas, algumas samambaias e plantas com flores), além de algas, fungos e líquenes. As plantas homeoídricas são capazes de manter um teor de água constante nos tecidos. Entre eles estão os seguintes grupos ecológicos:

1. Hidatófitas - plantas imersas em água; sem água, eles morrem rapidamente;

2. hidrófitas - plantas de habitats extremamente alagados (margens de reservatórios, pântanos); caracterizado por um alto nível de transpiração; capaz de crescer apenas com absorção intensiva constante de água;

3. higrófitas - requerem solos úmidos e alta umidade; como as plantas dos grupos anteriores, não toleram a secagem;

4. mesófitos - requerem umidade moderada, são capazes de tolerar secas de curto prazo; é um grupo grande e heterogêneo de plantas;

5. xerófitas - plantas capazes de extrair umidade quando esta falta, limitando a evaporação da água ou armazenando água;

6. suculentas - plantas com parênquima armazenador de água desenvolvido em diferentes órgãos; o poder de sucção das raízes é baixo (até 8 atm), a fixação de dióxido de carbono ocorre à noite (metabolismo ácido de Crassulidae);

Em alguns casos, a água está disponível em grandes quantidades, mas não está prontamente disponível para as plantas (baixa temperatura, alta salinidade ou alta acidez). Neste caso, as plantas adquirem características xeromórficas, por exemplo, plantas de pântanos, solos salinos (halófitas).

Os animais em relação à água são divididos nos seguintes grupos ecológicos: higrófilos, mesófilos e xerófilos.

A redução da perda de água é alcançada de várias maneiras. Em primeiro lugar, desenvolvem-se coberturas corporais impermeáveis ​​(artrópodes, répteis, pássaros). Os órgãos excretores são melhorados: vasos de Malpighi em aracnídeos e respiradores traqueais, rins pélvicos em amniotas. A concentração dos produtos do metabolismo do nitrogênio aumenta: uréia, ácido úrico e outros. A evaporação da água depende da temperatura, portanto, as respostas comportamentais para evitar o superaquecimento desempenham um papel importante na conservação da água. De particular importância é a preservação da água durante o desenvolvimento embrionário fora do organismo materno, o que leva ao aparecimento de membranas embrionárias; em insetos, membranas serosas e amnióticas são formadas, em amniotas de postura - serosa, âmnio e alantoide.

Propriedades químicas do ambiente.

Modo de oxigênio. Em relação ao teor de oxigênio, todos os organismos são divididos em aeróbios (necessitando de um aumento do teor de oxigênio) e anaeróbios (não necessitando de oxigênio). Os anaeróbios são divididos em facultativos (capazes de existir tanto na presença quanto na ausência de oxigênio) e obrigatórios (não capazes de existir em um ambiente de oxigênio).

1. oligotrófico - pouco exigente quanto ao teor de nutrientes minerais no solo;

2. eutrófico, ou megatrófico - exigente em fertilidade do solo; entre as plantas eutróficas, destacam-se os nitrófilos, que requerem alto teor de nitrogênio no solo;

3. mesotróficos - ocupam uma posição intermediária entre as plantas oligotróficas e megatróficas.

Entre os organismos que absorvem substâncias orgânicas prontas em toda a superfície do corpo (por exemplo, entre os fungos), distinguem-se os seguintes grupos ecológicos:

Saprotróficos do lixo - decompõem o lixo.

Húmus saprotróficos - decompõem o húmus.

Xilotróficos ou xilófilos - desenvolvem-se na madeira (em partes mortas ou enfraquecidas das plantas).

Coprotróficos ou coprófilos - desenvolvem-se nos restos de excremento.

A acidez do solo (pH) também é importante para as plantas. Existem plantas acidófilas que preferem solos ácidos (esfagno, cavalinha, capim-algodão), plantas calcofílicas ou basofílicas que preferem solos alcalinos (absinto, pé de potro, alfafa) e plantas pouco exigentes com o pH do solo (pinheiro, bétula, milefólio, lírio da vale).