Factorii ecologici sunt orice factori externi care au un efect direct sau indirect asupra numărului (abundenței) și distribuției geografice a organismelor.

Factorii de mediu sunt foarte diverși atât în ​​natură, cât și în impactul lor asupra organismelor vii. În mod convențional, toți factorii de mediu sunt de obicei împărțiți în trei grupuri mari - abiotici, biotici și antropici.

Factori abiotici sunt factori de natură neînsuflețită.

Climatice (lumina solară, temperatură, umiditatea aerului) și locale (relief, proprietăți ale solului, salinitate, curenți, vânt, radiații etc.). Ele pot fi directe și indirecte.

Factori antropogeni- sunt acele forme de activitate umană care, influențând mediul înconjurător, modifică condițiile de viață ale organismelor vii sau afectează direct speciile individuale de plante și animale. Unul dintre cei mai importanți factori antropici este poluarea.

conditiile de mediu.

Condițiile de mediu, sau condițiile ecologice, se numesc factori de mediu abiotici care se modifică în timp și spațiu, la care organismele reacționează diferit în funcție de puterea lor. Condițiile de mediu impun anumite restricții asupra organismelor.

Cei mai importanți factori care determină condițiile de existență a organismelor în aproape toate mediile de viață includ temperatura, umiditatea și lumina.

Temperatura.

Orice organism este capabil să trăiască numai într-un anumit interval de temperatură: indivizii speciei mor la temperaturi prea ridicate sau prea scăzute. Limitele rezistenței termice în diferite organisme sunt diferite. Există specii care pot tolera fluctuațiile de temperatură într-o gamă largă. De exemplu, lichenii și multe bacterii sunt capabile să trăiască la temperaturi foarte diferite. Dintre animale, animalele cu sânge cald se caracterizează prin cea mai mare gamă de rezistență la temperatură. Tigrul, de exemplu, tolerează la fel de bine atât frigul siberian, cât și căldura regiunilor tropicale din India sau Arhipelagul Malay. Dar există și specii care pot trăi doar în limite de temperatură mai mult sau mai puțin înguste. În mediul terestre-aer și chiar în multe părți ale mediului acvatic, temperatura nu rămâne constantă și poate varia foarte mult în funcție de anotimpul anului sau de momentul zilei. În zonele tropicale, fluctuațiile anuale de temperatură pot fi chiar mai puțin vizibile decât cele zilnice. În schimb, în ​​regiunile temperate, temperaturile variază considerabil în diferite perioade ale anului. Animalele și plantele sunt nevoite să se adapteze la sezonul nefavorabil de iarnă, în care o viață activă este dificilă sau pur și simplu imposibilă. În zonele tropicale, astfel de adaptări sunt mai puțin pronunțate. Într-o perioadă rece, cu condiții de temperatură nefavorabile, pare să existe o pauză în viața multor organisme: hibernarea la mamifere, vărsarea frunzelor la plante etc. Unele animale fac migrații lungi în locuri cu o climă mai potrivită.

Umiditate.

Apa face parte integrantă din marea majoritate a ființelor vii: este necesară pentru funcționarea lor normală. Un organism în curs de dezvoltare normală pierde în mod constant apă și, prin urmare, nu poate trăi în aer absolut uscat. Mai devreme sau mai târziu, astfel de pierderi pot duce la moartea organismului.

Cel mai simplu și mai convenabil indicator care caracterizează umiditatea unei anumite zone este cantitatea de precipitații care cad aici pentru un an sau o altă perioadă de timp.

Plantele extrag apa din sol folosind radacinile lor. Lichenii pot capta vaporii de apă din aer. Plantele au o serie de adaptări care asigură pierderi minime de apă. Toate animalele terestre au nevoie de o aprovizionare periodică pentru a compensa pierderile inevitabile de apă din cauza evaporării sau excreției. Multe animale beau apă; alții, cum ar fi amfibienii, unele insecte și acarienii, îl absorb prin tegumentul corpului în stare lichidă sau de vapori. Majoritatea animalelor din deșert nu beau niciodată. Își satisfac nevoile cu apă din alimente. În cele din urmă, există animale care primesc apă într-un mod și mai complex - în procesul de oxidare a grăsimilor, de exemplu, o cămilă. Animalele, ca și plantele, au multe adaptări pentru a conserva apa.

Ușoară.

Există plante iubitoare de lumină care se pot dezvolta doar sub razele soarelui și plante tolerante la umbră, care pot crește bine sub coronamentul pădurii. Acest lucru are o mare importanță practică pentru regenerarea naturală a arboretului forestier: lăstarii tineri ai multor specii de arbori se pot dezvolta sub acoperirea copacilor mari. La multe animale, condițiile normale de lumină se manifestă printr-o reacție pozitivă sau negativă la lumină. Insectele nocturne se adună la lumină, iar gândacii se împrăștie în căutarea adăpostului, dacă doar o lumină este aprinsă într-o cameră întunecată. Fotoperiodismul (schimbarea zilei și a nopții) are o importanță ecologică deosebită pentru multe animale care sunt exclusiv diurne (majoritatea passerinelor) sau exclusiv nocturne (multe rozătoare mici, lilieci). Micile crustacee care plutesc în coloana de apă stau noaptea în apele de suprafață, iar ziua se scufundă în adâncuri, evitând lumina prea puternică.

Lumina nu are aproape niciun efect direct asupra animalelor. Servește doar ca semnal pentru restructurarea proceselor care au loc în organism.

Lumina, umiditatea, temperatura nu epuizează deloc ansamblul condițiilor ecologice care determină viața și distribuția organismelor. Factori precum vântul, presiunea atmosferică, altitudinea sunt de asemenea importanți. Vântul are un efect indirect: prin creșterea evaporării, crește uscăciunea. Vântul puternic ajută la răcire. Această acțiune este importantă în locurile reci, în munții sau în regiunile polare.

factori antropici. Factorii antropogeni sunt foarte diverși în compoziția lor. Omul influențează natura vie prin construirea de drumuri, construirea de orașe, agricultură, blocarea râurilor etc. Activitatea umană modernă se manifestă tot mai mult prin poluarea mediului cu produse secundare, adesea produse otrăvitoare. În zonele industriale, concentrațiile de poluanți ating uneori valori de prag, adică fatale pentru multe organisme. Cu toate acestea, în ciuda tuturor, aproape întotdeauna vor exista cel puțin câțiva indivizi din mai multe specii care pot supraviețui în astfel de condiții. Motivul este că, în populațiile naturale, indivizi rezistenți apar ocazional. Pe măsură ce nivelurile de poluare cresc, indivizii rezistenți pot fi singurii supraviețuitori. Mai mult, ei pot deveni fondatorii unei populații stabile care moștenește imunitatea la acest tip de poluare. Din acest motiv, poluarea ne face posibil, parcă, să observăm evoluția în acțiune. Cu toate acestea, nu orice populație este înzestrată cu capacitatea de a rezista la poluare. Astfel, efectul oricărui poluant este dublu.

Legea optimului.

Mulți factori sunt tolerați de organism doar în anumite limite. Organismul moare dacă, de exemplu, temperatura mediului este prea scăzută sau prea ridicată. Într-un mediu în care temperatura este apropiată de aceste valori extreme, locuitorii vii sunt rari. Cu toate acestea, numărul lor crește pe măsură ce temperatura se apropie de valoarea medie, care este cea mai bună (optimă) pentru această specie. Și acest model poate fi transferat la orice alt factor.

Gama de parametri factori în care organismul se simte confortabil este optimă. Organismele cu limite largi de rezistență, desigur, au șansa unei distribuții mai largi. Cu toate acestea, limite largi de anduranță într-un singur factor nu înseamnă limite largi pentru toți factorii. Planta poate tolera fluctuații mari de temperatură, dar are toleranțe înguste la apă. Un animal precum păstrăvul poate fi foarte pretențios din punct de vedere al temperaturii, dar mănâncă o varietate de alimente.

Uneori, în timpul vieții unui individ, toleranța (selectivitatea) acestuia se poate schimba. Corpul, intrând în condiții grele, după un timp, parcă, se obișnuiește, se adaptează la ele. Consecința acestui lucru este o schimbare a optimului fiziologic, iar procesul este numit adaptare sau aclimatizare.

Legea minimului a fost formulat de fondatorul științei îngrășămintelor minerale, Justus Liebig (1803-1873).

Yu. Liebig a descoperit că randamentul plantelor poate fi limitat de oricare dintre principalii nutrienți, dacă acest element este insuficient. Se știe că diferiți factori de mediu pot interacționa, adică lipsa unei substanțe poate duce la o deficiență a altor substanțe. Prin urmare, în general, legea minimului poate fi formulată astfel: un element sau factor de mediu care se află la minim, în cea mai mare măsură, limitează (limitează) activitatea vitală a organismului.

În ciuda complexității relației dintre organisme și mediul lor, nu toți factorii au aceeași semnificație ecologică. De exemplu, oxigenul este un factor de necesitate fiziologică pentru toate animalele, dar din punct de vedere ecologic, devine limitativ doar în anumite habitate. Dacă peștii mor într-un râu, primul lucru care trebuie măsurat este concentrația de oxigen din apă, deoarece este foarte variabilă, rezervele de oxigen sunt ușor epuizate și adesea lipsite. Dacă moartea păsărilor este observată în natură, este necesar să se caute un alt motiv, deoarece conținutul de oxigen din aer este relativ constant și suficient din punctul de vedere al cerințelor organismelor terestre.

Întrebări pentru autoexaminare:

Enumeraţi principalele medii ale vieţii.

Care sunt condițiile de mediu?

Descrieți condițiile de viață ale organismelor din sol, în habitatele acvatice și terestre.

Dați exemple de organisme care se adaptează pentru a trăi în habitate diferite?

Care sunt adaptările organismelor care folosesc alte organisme ca habitat?

Ce efect are temperatura asupra diferitelor tipuri de organisme?

Cum obțin animalele și plantele apa de care au nevoie?

Ce efect are lumina asupra organismelor?

Cum se manifestă efectul poluanților asupra organismelor?

Justificați ce sunt factorii de mediu, cum afectează aceștia organismele vii?

Care sunt factorii limitativi?

Ce este aclimatizarea și ce semnificație are în dispersarea organismelor?

Cum se manifestă legile optimului și minimului?

Factori de mediu

Interacțiunea omului cu mediul său a fost obiectul de studiu al medicinei în orice moment. Pentru a evalua efectele diferitelor condiții de mediu, a fost propus termenul de „factor de mediu”, care este utilizat pe scară largă în medicina mediului.

Factorul (din latinescul factor - a face, a produce) - motivul, forța motrice a oricărui proces, fenomen, care îi determină natura sau anumite trăsături.

Un factor de mediu este orice impact asupra mediului care poate avea un efect direct sau indirect asupra organismelor vii. Un factor de mediu este o condiție de mediu la care un organism viu reacționează cu reacții adaptative.

Factorii de mediu determină condițiile de existență a organismelor. Condițiile de existență a organismelor și populațiilor pot fi considerate factori de mediu reglatori.

Nu toți factorii de mediu (de exemplu, lumina, temperatura, umiditatea, prezența sărurilor, disponibilitatea nutrienților etc.) sunt la fel de importanți pentru supraviețuirea cu succes a unui organism. Relația organismului cu mediul înconjurător este un proces complex în care se pot distinge cele mai slabe, „vulnerabile” legături. Acei factori care sunt critici sau limitanți pentru viața unui organism sunt de cel mai mare interes, în primul rând din punct de vedere practic.

Ideea că rezistența unui organism este determinată de cea mai slabă verigă dintre

toate nevoile sale, a fost exprimat pentru prima dată de K. Liebig în 1840. El a formulat principiul, care este cunoscut sub numele de legea lui Liebig a minimului: „Recolta este controlată de o substanță care este la minimum, iar magnitudinea și stabilitatea ultimul în timp este determinat”.

Formularea modernă a legii lui J. Liebig este următoarea: „Posibilitățile de viață ale unui ecosistem sunt limitate de cele ale factorilor ecologici de mediu, a căror cantitate și calitate sunt apropiate de minimul cerut de ecosistem, reducerea lor duce la moartea organismului sau distrugerea ecosistemului”.

Principiul, formulat inițial de K. Liebig, este în prezent extins la orice factori de mediu, dar este completat de două restricții:

Se aplică numai sistemelor care sunt în stare staționară;

Se referă nu numai la un factor, ci și la un complex de factori care sunt diferiți în natură și interacționează în influența lor asupra organismelor și populațiilor.

Conform ideilor predominante, factorul limitativ este considerat a fi un astfel de factor, conform căruia, pentru a realiza o modificare relativă dată (suficient de mică) a răspunsului, este necesară o modificare relativă minimă a acestui factor.

Odată cu influența unei lipse, a unui „minim” de factori de mediu, poate fi și influența unui exces, adică a unui maxim de factori precum căldura, lumina, umiditatea. Conceptul de influență limitativă a maximului împreună cu minimul a fost introdus de W. Shelford în 1913, care a formulat acest principiu drept „legea toleranței”: Factorul limitativ pentru prosperitatea unui organism (specie) poate fi atât un impactul minim și maxim asupra mediului, intervalul dintre care determină valoarea rezistenței (toleranței) organismului în raport cu acest factor.

Legea toleranței, formulată de W. Shelford, a fost completată cu o serie de prevederi:

Organismele pot avea o gamă largă de toleranță pentru un factor și o toleranță îngustă pentru altul;

Cele mai răspândite sunt organismele cu o gamă largă de toleranță;

Intervalul de toleranță pentru un factor de mediu poate depinde de alți factori de mediu;

Dacă condițiile pentru un factor ecologic nu sunt optime pentru specie, atunci acest lucru afectează și intervalul de toleranță pentru alți factori de mediu;

Limitele de toleranță depind semnificativ de starea organismului; astfel, limitele de toleranță pentru organisme în timpul sezonului de reproducere sau într-un stadiu incipient de dezvoltare sunt de obicei mai înguste decât pentru adulți;

Intervalul dintre minimul și maximul factorilor de mediu este denumit în mod obișnuit limite sau interval de toleranță. Pentru a indica limitele de toleranță la condițiile de mediu, se folosesc termenii „euribiotic” - un organism cu o limită largă de toleranță - și „stenobiont” - cu una îngustă.

La nivelul comunităților și chiar al speciilor este cunoscut fenomenul de compensare a factorilor, care este înțeles ca capacitatea de adaptare (adaptare) la condițiile de mediu în așa fel încât să slăbească influența limitativă a temperaturii, luminii, apei și a altor elemente fizice. factori. Speciile cu o distribuție geografică largă formează aproape întotdeauna populații adaptate condițiilor locale – ecotipuri. În raport cu oamenii, există termenul de portret ecologic.

Se știe că nu toți factorii naturali de mediu sunt la fel de importanți pentru viața umană. Deci, cele mai semnificative iau în considerare intensitatea radiației solare, temperatura și umiditatea aerului, concentrația de oxigen și dioxid de carbon în stratul de suprafață al aerului, compoziția chimică a solului și a apei. Cel mai important factor de mediu este alimentația. Pentru menținerea vieții, pentru creșterea și dezvoltarea, reproducerea și conservarea populației umane este nevoie de energie, care se obține din mediu sub formă de hrană.

Există mai multe abordări ale clasificării factorilor de mediu.

În raport cu organismul, factorii de mediu se împart în: externi (exogeni) și interni (endogeni). Se crede că factorii externi, care acționează asupra organismului, ei înșiși nu sunt supuși sau aproape nu sunt supuși influenței acestuia. Acestea includ factori de mediu.

Factorii de mediu externi în relație cu ecosistemul și cu organismele vii sunt impactul. Răspunsul unui ecosistem, al biocenozei, al populațiilor și al organismelor individuale la aceste impacturi se numește răspuns. Natura răspunsului la impact depinde de capacitatea organismului de a se adapta la condițiile de mediu, de a se adapta și de a dobândi rezistență la influența diferiților factori de mediu, inclusiv efectele adverse.

Există, de asemenea, un factor letal (din latină - letalis - mortal). Acesta este un factor de mediu, a cărui acțiune duce la moartea organismelor vii.

Când sunt atinse anumite concentrații, mulți poluanți chimici și fizici pot acționa ca factori letali.

Factorii interni corelează cu proprietățile organismului însuși și îl formează, adică. sunt incluse în componența sa. Factorii interni sunt numărul și biomasa populațiilor, cantitatea de diverse substanțe chimice, caracteristicile masei de apă sau sol etc.

După criteriul „vieții” factorii de mediu sunt împărțiți în biotici și abiotici.

Acestea din urmă includ componente nevii ale ecosistemului și ale mediului său extern.

Factori abiotici de mediu - componente și fenomene de natură neînsuflețită, anorganică, care afectează direct sau indirect organismele vii: factorii climatici, edalii și hidrografici. Principalii factori de mediu abiotici sunt temperatura, lumina, apa, salinitatea, oxigenul, caracteristicile electromagnetice și solul.

Factorii abiotici sunt împărțiți în:

Fizic

Chimic

Factori biotici (din grecescul biotikos - viață) - factori ai mediului de viață care afectează activitatea vitală a organismelor.

Factorii biotici sunt împărțiți în:

fitogenic;

microbiogen;

Zoogenic:

Antropic (socio-cultural).

Acțiunea factorilor biotici se exprimă sub forma unor influențe reciproce ale unor organisme asupra activității vitale a altor organisme și toate împreună asupra mediului. Distingeți relațiile directe și indirecte dintre organisme.

În ultimele decenii, termenul de factori antropici a fost din ce în ce mai folosit, adică. cauzate de om. Factorii antropogeni se opun factorilor naturali sau naturali.

Factorul antropic este un ansamblu de factori de mediu și impacturi cauzate de activitatea umană asupra ecosistemelor și a biosferei în ansamblu. Factorul antropogen este impactul direct al unei persoane asupra organismelor sau impactul asupra organismelor printr-o schimbare de către o persoană în habitatul lor.

Factorii de mediu sunt, de asemenea, împărțiți în:

1. Fizic

Natural

Antropic

2. Chimic

Natural

Antropic

3. Biologic

Natural

Antropic

4. Social (socio-psihologic)

5. Informațional.

Factorii de mediu sunt de asemenea împărțiți în climato-geografici, biogeografici, biologici, precum și solului, apei, atmosferici etc.

factori fizici.

Factorii naturali fizici includ:

Clima, inclusiv microclimatul zonei;

activitate geomagnetică;

Fondul de radiații naturale;

radiații cosmice;

Teren;

Factorii fizici sunt împărțiți în:

Mecanic;

vibrații;

Acustic;

radiații EM.

Factori antropogeni fizici:

Microclimatul așezărilor și spațiilor;

Poluarea mediului prin radiații electromagnetice (ionizante și neionizante);

Poluarea fonică a mediului;

Poluarea termică a mediului;

Deformarea mediului vizibil (modificări ale terenului și culorilor în așezări).

factori chimici.

Substanțele chimice naturale includ:

Compoziția chimică a litosferei:

Compoziția chimică a hidrosferei;

Compoziția chimică a atmosferei,

Compoziția chimică a alimentelor.

Compoziția chimică a litosferei, atmosferei și hidrosferei depinde de compoziția naturală + eliberarea de substanțe chimice ca urmare a proceselor geologice (de exemplu, impurități de hidrogen sulfurat ca urmare a erupției unui vulcan) și de activitatea vitală a vieții. organisme (de exemplu, impurități în aer de fitoncide, terpene).

Factori chimici antropici:

gunoi menajer,

Deșeuri industriale,

Materiale sintetice utilizate în viața de zi cu zi, agricultură și producție industrială,

produse din industria farmaceutica,

Aditivi alimentari.

Efectul factorilor chimici asupra corpului uman se poate datora:

Excesul sau deficitul de elemente chimice naturale în

mediu (microelementoze naturale);

Conținut în exces de elemente chimice naturale în mediu

mediu asociat cu activitățile umane (poluare antropică),

Prezența în mediu a unor elemente chimice neobișnuite

(xenobiotice) din cauza poluării antropice.

Factori biologici

Biologici sau biotici (din grecescul biotikos - viață) factori de mediu - factori ai mediului de viață care afectează activitatea vitală a organismelor. Acțiunea factorilor biotici se exprimă sub formă de influențe reciproce ale unor organisme asupra activității vitale a altora, precum și influența lor comună asupra mediului.

Factori biologici:

bacterii;

Plante;

Protozoare;

Insecte;

Nevertebrate (inclusiv helminți);

Vertebrate.

Mediu social

Sănătatea umană nu este complet determinată de proprietățile biologice și psihologice dobândite în ontogeneză. Omul este o ființă socială. El trăiește într-o societate guvernată, pe de o parte, de legile statului și, pe de altă parte, de așa-numitele legi general acceptate, principii morale, reguli de conduită, inclusiv cele care implică diverse restricții etc.

În fiecare an societatea devine din ce în ce mai complexă și are un impact tot mai mare asupra sănătății individului, populației și societății. Pentru a se bucura de beneficiile unei societăți civilizate, o persoană trebuie să trăiască într-o dependență rigidă de modul de viață acceptat în societate. Pentru aceste beneficii, adesea foarte dubioase, persoana plătește cu o parte din libertatea sa, sau complet cu toată libertatea sa. Iar o persoană care nu este liberă, dependentă nu poate fi complet sănătoasă și fericită. O parte din libertatea omului, dată unei societăți tehnocrite în schimbul avantajelor unei vieți civilizate, îl menține constant într-o stare de tensiune neuropsihică. Supratensionarea și suprasolicitarea neuro-psihică constantă duce la o scădere a stabilității mintale din cauza scăderii capacităților de rezervă ale sistemului nervos. În plus, există mulți factori sociali care pot duce la perturbarea capacităților de adaptare ale unei persoane și la dezvoltarea diferitelor boli. Acestea includ dezordinea socială, incertitudinea cu privire la viitor, opresiunea morală, care sunt considerate principalii factori de risc.

Factori sociali

Factorii sociali sunt împărțiți în:

1. sistem social;

2. sfera de producție (industrie, agricultură);

3. sfera gospodărească;

4. educație și cultură;

5. populație;

6. zo si medicina;

7. alte sfere.

Există, de asemenea, următoarea grupare de factori sociali:

1. Politica socială care formează un sociotip;

2. Securitatea socială, care are un impact direct asupra formării sănătăţii;

3. Politica de mediu care formează ecotipul.

Sociotipul este o caracteristică indirectă a poverii sociale integrale în ceea ce privește totalitatea factorilor mediului social.

Sociotipul include:

2. conditii de munca, odihna si viata.

Orice factor de mediu în relaţie cu o persoană poate fi: a) favorabil - contribuind la sănătatea, dezvoltarea şi realizarea acesteia; b) nefavorabil, ducând la îmbolnăvirea şi degradarea sa, c) influenţându-i pe amândouă. Nu este mai puțin evident că în realitate majoritatea influențelor sunt de acest din urmă tip, având atât laturi pozitive, cât și negative.

În ecologie, există o lege a optimului, conform căreia orice ecologic

factorul are anumite limite de influență pozitivă asupra organismelor vii. Factorul optim este intensitatea factorului de mediu care este cel mai favorabil organismului.

Impacturile pot diferi și ca scară: unele afectează întreaga populație a țării în ansamblu, altele afectează locuitorii unei anumite regiuni, altele afectează grupuri identificate prin caracteristicile demografice, iar altele afectează un cetățean individual.

Interacțiunea factorilor - impactul total simultan sau secvenţial asupra organismelor a diverșilor factori naturali și antropici, ducând la o slăbire, întărire sau modificare a acțiunii unui singur factor.

Sinergismul este efectul combinat a doi sau mai mulți factori, caracterizat prin faptul că efectul lor biologic combinat depășește semnificativ efectul fiecărei componente și suma lor.

Trebuie înțeles și amintit că principalul prejudiciu asupra sănătății este cauzat nu de factorii individuali de mediu, ci de încărcarea totală a mediului asupra corpului. Constă dintr-o povară ecologică și o povară socială.

Povara mediului este o combinație de factori și condiții ale mediului natural și creat de om care sunt nefavorabile pentru sănătatea umană. Un ecotip este o caracteristică indirectă a unei încărcături ecologice integrale bazată pe o combinație de factori ai mediului natural și cauzat de om.

Evaluările de ecotip necesită date de igienă privind:

Calitatea locuințelor

bând apă,

aer,

Solul, hrana,

Medicamente, etc.

Povara socială este un ansamblu de factori și condiții ale vieții sociale nefavorabile pentru sănătatea umană.

Factorii de mediu care modelează sănătatea populației

1. Caracteristici climatico-geografice.

2. Caracteristicile socio-economice ale locului de reședință (oraș, sat).

3. Caracteristicile sanitare și igienice ale mediului (aer, apă, sol).

4. Caracteristici ale nutriției populației.

5. Caracteristicile activității de muncă:

Profesie,

Conditii sanitare si igienice de munca,

Prezența riscurilor profesionale,

Microclimat psihologic la locul de muncă,

6. Factori familial și gospodăresc:

componența familiei,

Natura locuinței

Venitul mediu pe membru de familie,

Organizarea vieții de familie.

Repartizarea timpului nelucrat,

Climatul psihologic în familie.

Indicatori care caracterizează atitudinea față de starea de sănătate și determină activitatea de menținere a acesteia:

1. Evaluarea subiectivă a propriei stări de sănătate (sănătoasă, bolnavă).

2. Stabilirea locului sănătății personale și a sănătății membrilor familiei în sistemul de valori individuale (ierarhia valorilor).

3. Conștientizarea factorilor care contribuie la conservarea și promovarea sănătății.

4. Prezența obiceiurilor proaste și a dependențelor.

Ecologie și biosferă

Test

1. Numiți grupuri de factori de mediu și dați exemple. Care este particularitatea activității umane ca factor de mediu

Elementele mediului care afectează organismele vii se numesc factori de mediu. Acestea sunt subdivizate:

1. Abiotic;

2. Biotic;

3. Antropic.

Factorii abiotici includ elemente de natură neînsuflețită: lumina, temperatura, umiditatea, precipitațiile, vântul, presiunea atmosferică, radiația de fond, compoziția chimică a atmosferei, apa, solul și altele asemenea.

Factorii biotici sunt organisme vii (bacterii, ciuperci, plante, animale) care interacționează cu acest organism.

Factorii antropogeni includ caracteristici ale mediului datorate activității umane de muncă. Odată cu creșterea populației și dotarea tehnică a omenirii, proporția factorilor antropici este în continuă creștere.

În procesul de management al naturii, omenirea mută anual peste 4 trilioane de tone de deșeuri pe planeta noastră. tone de materie, creează mii de compuși chimici noi, dintre care majoritatea nu sunt incluși în ciclul substanțelor și, în cele din urmă, se acumulează în biosferă, cauzând poluarea acesteia. Ca urmare a activității industriale, are loc poluarea mediului natural, o scădere a nivelului radiației solare pe mari regiuni geografice.

Relația dintre grupa de sânge și caracterul uman

Activitate nervoasă mai mare

Timp de multe secole, oamenii s-au gândit la uimitoarea adaptabilitate a comportamentului animalelor și a condițiilor de viață. În 1863, o carte de I.M. Sechenov „Reflexele creierului”, care a explicat aceste fenomene ...

Activitate nervoasă mai mare

I.P. Pavlov și V.M. Bekhterev a stabilit că modelele de formare a reflexelor condiționate și inhibiția sunt practic aceleași la animale și la oameni. În același timp, I.P. Pavlov a subliniat în mod repetat...

Organismele vii și mediul înconjurător

Activitățile umane pot afecta negativ organismele vii și pot provoca dispariția anumitor specii (de exemplu, cu o țestoasă). În această secțiune, ne vom uita la modul în care unele activități umane...

Constituția morfologică a unei persoane. Problema conexiunii cu caracteristicile psihologice ale personalității

„Fiecare persoană este unică din punct de vedere morfologic, deoarece programul ereditar implementat în ontogeneza sa este unic, iar condițiile de mediu care controlează implementarea genotipului în fenotip sunt, de asemenea, specifice...

Ereditatea, genele, sănătatea

Bolile ereditare sunt prezente în aproape toate specialitățile medicale. Acestea sunt numeroase boli ale organelor interne, metabolismului, sângelui, sistemului endocrin, ficatului, ochilor, sistemului genito-urinar...

Knockout genetic

Există multe exemple de utilizare a genelor knockout clasice pentru a studia funcțiile biologice ale genelor individuale sau ale familiilor de gene. Să luăm în considerare doar câteva dintre ele. Studiul funcțiilor genelor. 1) Gene Nuk...

CAPITOLUL 1. CARACTERISTICI GENERALE ALE FAMILIEI TRANDAFILOR Plantele din familia Rosaceae sunt distribuite pe tot Pământul, dar sunt cele mai diverse în regiunile tropicale ale emisferei nordice...

Subfamilia rosaceae. Caracteristici biologice și semnificație

Subfamilia roz a oferit omenirii un număr mare de plante utile. Din cele mai vechi timpuri, populația globului mănâncă fructele multor rubuse: zmeură (specii din subgenul Idaeobatus), mure (specii cu fructe întunecate ...

Creșterea și dezvoltarea plantelor

Creșterea și dezvoltarea plantelor

Creșterea plantelor este influențată de mulți factori de mediu. În primul rând, aceștia sunt factori fizici: lumina (intensitatea, calitatea, durata și frecvența acesteia), temperatura (magnitudinea și frecvența), gravitația, compoziția gazului...

Cimpanzeul și bărbatul

Jocurile cu animale au fost mult timp subiectul unor intense cercetări zoopsihologice și etologice...

Ecologie și biosferă

Toate tipurile de relații dintre organisme pot fi împărțite în competiție, prădare, antibioză și simbioză. Relațiile de competiție apar între organisme în cazul în care...

Ecologie și biosferă

O modificare a biogeocenozei (succesiune) este o secvență dirijată și continuă a apariției și dispariției populațiilor de diferite specii dintr-un biotip dat. Cu cât ciclul biogeocenozei este mai complet, cu atât este mai stabil și mai durabil...

Ecologie și biosferă

Materia vie joacă un rol principal în circulația substanțelor în natură și îndeplinește cele mai importante funcții biochimice: Funcția gazoasă constă în absorbția dioxidului de carbon de către plante și eliberarea de oxigen în timpul fotosintezei (în timpul...

Factori de mediu- proprietăți ale mediului care au vreun efect asupra organismului. De exemplu, prezența mineralelor, accesul la oxigen, umiditatea solului, temperatura solului, afânarea solului. Elementele indiferente ale mediului, cum ar fi gazele inerte, nu sunt factori de mediu.

moduri

După natura impactului

• Actorie directă
• Acționează indirect
• Funcționează condiționat- influența elementelor ecosistemice (biogeocenoza) sporită sau slăbită de acțiunea altor factori de mediu

Origine

• abiotic- factori de natură neînsuflețită:
  • climatice
  • edafic (edafogene)
  • orografice
  • chimic
  • fizic: zgomot, câmpuri magnetice, conductivitate termică și capacitate termică, radioactivitate, intensitatea radiației solare ***** hidrografic: densitatea apei, debitul, transparența etc.
    • pirogen: factori de incendiu[ sursa nespecificata 824 zile] (Odum, 1975, 1986)
• Biotic
  • fitogenic- influența plantelor
  • micogen- influența ciupercilor
  • zoogenic- influența animală
  • microbiogenă- influența microorganismelor
• Factorul antropogen (antropic):
  • În 1912, savantul rus prof. G.F.Morozov în cartea sa „Doctrina pădurii” a definit impactul omului asupra naturii ca un factor de mediu separat și l-a împărțit în funcție de natura impactului asupra mediului natural în impact antropic direct, indirect și condiționat [Morozov, 1949 ].
  • Impact antropic direct- impact uman direct asupra componentelor ecosistemului (biogeocenoza). Aceasta înseamnă cules de fructe de pădure, ciuperci, tăierea copacilor etc.
  • Impact antropogen indirect– influența umană printr-un nivel intermediar. Aceasta este o modificare a nivelului apei subterane, o schimbare a regimului de temperatură, poluare prin radiații etc.
  • Impact antropogen condiționat- acesta este efectul factorilor biotici și abiotici, sporiți sau slăbiți de expunerea umană.
  • În 1981, definiția „factorului antropogen [impactul antropic] este orice impact asupra mediului, care duce la modificări cantitative și calitative ale componentelor acestuia, asociate atât cu activitatea umană conștientă, cât și cu cea inconștientă [Popa, 1981].
  • În 2011, a fost publicată o scară de digresiune antropogenă a biogeocenozelor (ecosistemelor), dezvoltată pe exemplul pădurilor cu frunze late din zona de stepă, incluzând 12 etape de distrugere a mediului de către oameni, de la starea ecosistemelor neperturbate condiționat până la stadiul de pierdere completă a funcțiilor vitale prin biogeocenoze [Popa, 2011].

Prin cheltuire

• Resurse
• Condiții

După direcție

• Vectorizat
• peren-ciclic

• monodominanta
• Sinergie
• Antagonism
• provocator

valori extreme

Curba de viață a unei plante perene. Plantele anuale nu pot intra într-o stare de repaus și zona lor de viață coincide cu zona de activitate vitală.

plastic

curba vietii puncteși zone:

• puncte cardinale:
  • puncte minim și maxim
  • punct optim
• Zonele:
  • zona optim
  • zone pesimism
  • zona activitate vitală
  • zone odihnă
  • zona viaţă

Rata de reacție

abundenţă sau frecvența de apariție

Bibliografie

• Sahney, S., Benton, M.J. și Ferry, P.A. (2010). „Legături între diversitatea taxonomică globală, diversitatea ecologică și extinderea vertebratelor pe uscat” (PDF). Scrisori de biologie 6 (4): 544–547. DOI:10.1098/rsbl.2009.1024. PMID 20106856.
• David L. Hawksworth. Biodiversitatea și conservarea în Europa. - Springer, 2008. - P. 3390. - ISBN 1402068646..
• Bampton, M. „Transformarea antropogenă” în Encyclopedia of Environmental Science, D. E. Alexander și R. W. Fairbridge, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Țările de Jos.
• Worm, Boris (03-11-2006). „Impacturile pierderii biodiversităţii asupra serviciilor ecosistemice oceanice”. Ştiinţă 314 (5800): 787–790. DOI:10.1126/science.1132294. PMID 17082450.
• Morozov G.F. Predarea pădurii. editia a 7-a. M.: Goslesbumizdat, 1949. 455 p.
• Popa Yu.N.Transformarea antropogenă a biogeocenozelor forestiere în Codri Moldova. Abstract dis. cand. biol. Științe: 03.00.16 - Ecologie. Krasnoyarsk, 1981. p.6.
• Popa Yu.N. Restaurarea biogeocenozelor în ecotopuri transformate antropic din zona de stepă: monografie. ed. Membru corespondent NAS din Ucraina, doctor în Biol. științe, prof. A. P. Travleeva; Universitatea Națională de Aviație. - Kiev: bestseller ucrainean, 2011. - 437 p.

Factori de mediu

Adaptarea organismelor la mediu

Medii de viață de bază

Factori de mediu

Organism și mediu

Curs 6. Fundamentele autecologiei. Organism și mediu

Autecologia studiază relația membrilor unei specii cu mediul ei. Se bazează pe studiul proceselor de adaptare a speciilor la mediu (ecologie factorială). Ecologia umană studiază și influența (raționarea) factorilor de mediu, efectele sale extreme asupra organismului.

Lumea vie din jurul nostru este formată din organisme care se reproduc în mod constant. O afidă poate lăsa peste 300 de milioane de urmași într-o vară. Are capacitatea de a se înmulți la infinit. Dar nu există o creștere nelimitată a numărului, principalul limitator este lipsa resurselor. Pentru plante - săruri minerale, dioxid de carbon, apă, lumină. Pentru animale - hrană, apă. stocurile acestor resurse împiedică reproducerea. Al doilea limitator este influența diferitelor condiții nefavorabile, care încetinește creșterea și reproducerea. Creșterea plantelor depinde de vreme. Reproducerea vieții acvatice este inhibată de conținutul scăzut de oxigen din apă. În plus, are loc screening-ul și moartea embrionilor deja produși sau a indivizilor tineri. De exemplu, nu toate ghindele germinează. Fecunditatea ridicată se distinge prin specii la care moartea indivizilor în natură este foarte mare.

Corpul, care se confruntă cu nevoia unui aflux de materie, energie și informații, este complet dependent de mediu.

Legea - rezultatele dezvoltării unui organism sunt determinate de raportul dintre caracteristicile sale interne și caracteristicile mediului în care se află.

Adaptarea evolutivă a organismelor la condițiile de mediu, exprimată printr-o modificare a caracteristicilor lor externe și interne - adaptarea. Principiul lui Le Chatelier: „Evoluția oricărui sistem merge în direcția reducerii potențialului pericol”. Conform acestui principiu, evoluția unui organism contribuie la adaptarea acestuia la influențele externe în schimbare.

Factori de mediu- acestea sunt anumite condiții și elemente ale mediului care au un efect specific asupra organismului.

Factori de mediu: 1- abiotic. 2 - biotic. 3- antropogenă.

Factori abiotici- un set de factori ai mediului anorganic care afectează viața și distribuția animalelor și plantelor

Factori abiotici

fizico-chimic edafic (sol)

Factori biotici- un set de influențe ale activității vitale a unor organisme asupra activității vitale a altora, precum și asupra habitatului neînsuflețit

Factori biotici

influenţa interspecifică intraspecifică asupra

interactiuni interactiuni factori abiotici

(commonwealth)

Comensalism

(un câștig)

Amensalism

(o specie inhibă creșterea alteia)

Factori antropogeni– factori generați de om și care afectează mediul înconjurător (poluare, eroziune a solului, defrișări etc.)

Natura generală a acțiunii factorilor de mediu.

În procesul vieții, interacțiunea organismelor cu mediul și componentele acestuia se bazează pe transferul între elementele sistemului de fluxuri de masă de materie și compușii acestora, energii de toate tipurile și informații. În conformitate cu legea conservării vieții a lui Yu. N. Kurazhkovsky: „Viața poate exista numai în procesul de mișcare printr-un corp viu de fluxuri de materie, energie și informații.”

Interacțiunea organismului cu mediul este supusă următoarelor legi. Legea principală optim (toleranță). legea lui Liebig Se exprimă prin faptul că orice factor de mediu are anumite limite de impact pozitiv asupra organismului. La abaterea de la aceste limite, semnul impactului se schimbă în sens opus.De exemplu, animalele nu tolerează căldura și înghețurile severe; Seceta și ploile abundente sunt nefavorabile culturii. Curbele optimului oricărui factor pentru diferite specii nu vor coincide. Cămilele și jerboasele nu suportă condițiile din deșerturile nordice, iar renii și lemmingii celor fierbinți din sud. Un număr de specii pot trăi în limite înguste ale optimului, în timp ce altele pot trăi în limite largi. Planta sensibilă moare dacă nu există umiditate în aer; nu moare din cauza ierbii cu pene nici măcar în secetă. Optimul și limitele rezistenței nu sunt constante în timpul vieții organismului. Optimul poate fi deplasat (întărire la temperatură).

În conformitate cu regula optimă pentru un organism, există o gamă de valoare cea mai favorabilă (optimă) a factorului. În afara zonelor optime de asuprire se află, transformându-se în puncte critice. Pentru unele organisme, zona optimă are o gamă largă. Se numesc - euribionti(greacă largă, viață). Organisme cu o gamă îngustă - stenobionte(îngust).

Se numește intervalul de valori ale factorilor (între punctele critice). valența mediului. Sinonim cu valența toleranţă.( toleranță lat - răbdare), sau plasticitate (variabilitate) dacă mediul este relativ constant, puțin schimbător, atunci există mai mulți stenobionti în el (de exemplu, în mediul acvatic). Dacă mediul este dinamic, de exemplu, apă-aer, euribionții au șanse mai mari să supraviețuiască în el. Zona optimă și valența ecologică sunt mai largi la animalele cu sânge cald.

Efectul factorului de temperatură. Dacă intervalul de toleranță se află într-un interval larg (-5; +25), atunci astfel de organisme sunt numite euriterme, dacă este îngust, stenotermic. Poate fi eurihalină (salinitate)

Orez. 1. Dependența potențialului de viață de intensitatea factorului de impact

1. - zona de optim (confort);

2. - zona de activitate permisă de viață;

3. - zona de oprimare;

4. - zona mortii.

Toleranţă - capacitatea organismului de a tolera efectele adverse ale unui anumit factor de mediu.

Zona optima cu un punct de confort (punct maxim - potențial de viață) - zona de viață optimă.

Zone de activitate permisă - valorile valorilor admisibile ale factorului de impact sunt zona de viață normală.

Zone de opresiune - zone cu abateri mari ale factorului de la optim, în care organismul suferă deprimarea activității vitale.

Zona mortii - limitele de toleranță pentru factorul de influență coincid cu valorile minimului și maximului factorului, dincolo de care existența organismului nu este posibilă.

Trebuie avut în vedere faptul că unii factori pot spori sau atenua efectul altora. Excesul de căldură poate fi atenuat de umiditatea scăzută a aerului. . Legea independenței factorilor de V. R. Williams: „Condițiile de viață sunt echivalente, niciunul dintre factorii vieții nu poate fi înlocuit cu altul”

Legea a 2-a - factorul limitativ. Cel mai semnificativ factor este cel care se abate cel mai mult de la valorile optime. Un factor care se află în deficiență sau exces (aproape de punctele critice) afectează negativ organismul. Factorii limitatori determină limitele de distribuție a speciilor - gama. Productivitatea organismelor și comunităților depinde de ele.

Regula factorului limitativ în agronomie. Dacă solului lipsește 50% fosfor și 20% calciu, randamentul va fi de 5 ori mai mic. Dacă se adaugă calciu, randamentul este de 59%.

Omul, prin activitatea sa, încalcă adesea toate modelele de acțiune ale factorilor - distrugerea habitatului, încălcarea regimului de apă și nutriție minerală.

Legea optimului și a factorului limitativ pot fi exprimate într-o singură lege Legea toleranței a lui W. Shelford:„Factorul limitator pentru prosperitatea unei populații (organism) poate fi atât un minim, cât și un maxim al impactului asupra mediului, iar intervalul dintre ele determină cantitatea de rezistență (limita de toleranță) a unui organism față de un anumit factor.”

Factorii de mediu sunt:

Factori de mediu

Factori de mediu- proprietăți ale mediului care au vreun efect asupra organismului. Elementele indiferente ale mediului, de exemplu, gazele inerte, nu sunt factori de mediu.

Factorii de mediu sunt foarte variabili în timp și spațiu. De exemplu, temperatura variază foarte mult pe suprafața pământului, dar este aproape constantă în fundul oceanului sau în adâncurile peșterilor.

Același factor de mediu are o semnificație diferită în viața organismelor conviețuitoare. De exemplu, regimul de sare al solului joacă un rol primordial în nutriția minerală a plantelor, dar este indiferent față de majoritatea animalelor terestre. Intensitatea iluminării și compoziția spectrală a luminii sunt extrem de importante în viața organismelor fototrofe (majoritatea plantelor și bacteriilor fotosintetice), în timp ce în viața organismelor heterotrofe (ciuperci, animale, o parte semnificativă a microorganismelor), lumina nu are un efect vizibil asupra vieții.

Factorii de mediu pot acționa ca iritanți care provoacă modificări adaptative ale funcțiilor fiziologice; ca constrângeri care fac imposibilă existența anumitor organisme în condiții date; ca modificatori care determină modificări morfo-anatomice şi fiziologice ale organismelor.

Organismele sunt afectate nu de factori statici neschimbatori, ci de factorii lor moduri- succesiunea modificărilor într-un anumit timp.

Clasificarea factorilor de mediu

După natura impactului

• Actorie directă- afectează direct organismul, în principal asupra metabolismului
• Acționează indirect- influențarea indirectă, printr-o modificare a factorilor care acționează direct (relief, expunere, altitudine etc.)

Origine

• abiotic- factori de natură neînsuflețită:
  • climatice: suma anuală a temperaturilor, temperatura medie anuală, umiditatea, presiunea aerului
  • edafic (edafogene): compoziția mecanică a solului, permeabilitatea solului la aer, aciditatea solului, compoziția chimică a solului
  • orografice: teren, cotă, abrupție a pantei și expunere
  • chimic: compoziţia gazoasă a aerului, compoziţia sării apei, concentraţia, aciditatea
  • fizic: zgomot, câmpuri magnetice, conductivitate termică și capacitate termică, radioactivitate, intensitatea radiației solare
• Biotic- asociate cu activitățile organismelor vii:
  • fitogenic- influența plantelor
  • micogen- influența ciupercilor
  • zoogenic- influența animală
  • microbiogenă- influența microorganismelor
• :
  • fizic: utilizarea energiei nucleare, călătoriile în trenuri și avioane, impactul zgomotului și vibrațiilor
  • chimic: utilizarea îngrășămintelor minerale și a pesticidelor, poluarea cochiliilor Pământului cu deșeuri industriale și de transport
  • biologic: Alimente; organisme pentru care o persoană poate fi habitat sau sursă de hrană
  • social- asociate cu relațiile umane și viața în societate

Prin cheltuire

• Resurse- elemente ale mediului pe care organismul le consuma, reducand aportul acestora in mediu (apa, CO 2 , O 2 , lumina)
• Condiții- elemente ale mediului care nu sunt consumate de organism (temperatura, miscarea aerului, aciditatea solului)

După direcție

• Vectorizat- factori de schimbare direcţională: mlaştină, salinizarea solului
• peren-ciclic- cu perioade multianuale alternante de întărire și slăbire a factorului, de exemplu, schimbările climatice datorate ciclului solar de 11 ani
• Oscilator (impuls, fluctuație)- fluctuații în ambele direcții de la o anumită valoare medie (fluctuații zilnice ale temperaturii aerului, modificarea precipitațiilor medii lunare pe parcursul anului)

Efectul factorilor de mediu asupra organismului

Factorii de mediu afectează organismul nu individual, ci în combinație, respectiv, orice reacție a organismului este condiționată multifactorial. În același timp, influența integrală a factorilor nu este egală cu suma influențelor factorilor individuali, deoarece între ei apar diferite tipuri de interacțiuni, care pot fi împărțite în patru tipuri principale:

• monodominanta- unul dintre factori suprima actiunea celorlalti iar valoarea lui este de o importanta decisiva pentru organism. Astfel, absența completă, sau prezența în sol a elementelor minerale de nutriție într-o deficiență sau exces accentuat, împiedică asimilarea normală a altor elemente de către plante.
• Sinergie- Amplificarea reciprocă a mai multor factori datorită feedback-ului pozitiv. De exemplu, umiditatea solului, conținutul de nitrați și iluminarea, cu o îmbunătățire a furnizării oricăruia dintre ele, măresc efectul impactului celorlalți doi.
• Antagonism- Stingerea reciprocă a mai multor factori din cauza feedback-ului negativ: o creștere a populației de lăcuste contribuie la scăderea resurselor alimentare, iar populația acesteia este în scădere.
• provocator- o combinație de efecte pozitive și negative pentru organism, în timp ce influența celui din urmă este sporită de influența celui dintâi. Deci, cu cât dezghețul are loc mai devreme, cu atât plantele suferă mai mult de înghețurile ulterioare.

Influența factorilor depinde și de natura și starea actuală a organismului, astfel încât aceștia au un efect inegal atât asupra diferitelor specii, cât și asupra unui singur organism în diferite stadii de ontogeneză: umiditatea scăzută este dăunătoare hidrofiților, dar inofensivă pentru xerofite; temperaturile scăzute sunt tolerate fără rău de către coniferele adulte din zona temperată, dar sunt periculoase pentru plantele tinere.

Factorii se pot înlocui parțial unul pe altul: cu o scădere a iluminării, intensitatea fotosintezei nu se va modifica dacă crește concentrația de dioxid de carbon din aer, ceea ce se întâmplă de obicei în sere.

Rezultatul expunerii la factori depinde de durata și frecvența acțiunii acestora. valori extreme de-a lungul vieții organismului și a descendenților săi: efectele pe termen scurt pot să nu aibă consecințe, în timp ce efectele pe termen lung prin mecanismul selecției naturale duc la modificări calitative.

Răspunsul organismului la factorii de mediu în schimbare

Curba de viață a unei plante perene. Plantele anuale nu pot intra într-o stare de repaus și zona lor de viață coincide cu zona de activitate vitală.
Notă: 1 - punct optim, 2 - puncte minime și maxime, 3 - puncte letale

Organismele, în special cele care conduc un atașat, cum ar fi plantele, sau un stil de viață sedentar, se caracterizează prin plastic- capacitatea de a exista în game mai mult sau mai puțin largi de valori ale factorilor de mediu. Cu toate acestea, cu valori diferite ale factorului, organismul se comportă diferit.

În consecință, se distinge valoarea sa, în care corpul va fi în cea mai confortabilă stare - să crească rapid, să se înmulțească și să arate abilități competitive. Pe măsură ce valoarea factorului crește sau scade față de cea mai favorabilă, organismul începe să experimenteze depresie, care se manifestă prin slăbirea funcțiilor sale vitale și, la valori extreme ale factorului, poate duce la moarte.

Grafic, este descrisă o reacție similară a organismului la o modificare a valorilor factorului curba vietii(curba de mediu), în analiza căreia se pot identifica unele puncteși zone:

• puncte cardinale:
  • puncte minim și maxim - valori extreme ale factorului la care este posibilă activitatea vitală a organismului
  • punct optim - valoarea cea mai favorabilă a factorului
• Zonele:
  • zona optim - limitează gama celor mai favorabile valori ale factorilor
  • zone pesimism (sus și inferior) - intervale de valori ale factorului în care organismul experimentează o inhibiție puternică
  • zona activitate vitală - gama de valori ale factorilor în care își manifestă activ funcțiile vitale
  • zone odihnă (sus și inferior) - valori extrem de nefavorabile ale factorului la care organismul rămâne în viață, dar intră într-o stare de repaus
  • zona viaţă - intervalul de valori ale factorului în care organismul rămâne în viață

Dincolo de limitele zonei de viață sunt valorile letale ale factorului la care organismul nu este capabil să existe.

Modificările care apar cu un organism în intervalul de plasticitate sunt întotdeauna fenotipice, în timp ce doar o măsură a modificărilor posibile este codificată în genotip - Rata de reacție, care determină gradul de plasticitate al organismului.

Pe baza unei curbe individuale de activitate vitală, este posibil să o prezicăm pe cea specifică. Totuși, întrucât o specie este un sistem supraorganism complex format din multe populații distribuite pe diverse habitate cu condiții de mediu inegale, la evaluarea ecologiei sale, datele generalizate sunt utilizate nu pentru indivizi individuali, ci pentru populații întregi. Pe gradientul factorului, sunt trasate clase generalizate ale valorilor sale, reprezentând anumite tipuri de habitate, iar reacțiile de mediu sunt cel mai adesea considerate abundenţă sau frecvența de apariție drăguț. În acest caz, nu se mai vorbește despre curba activității vitale, ci despre curba distribuției abundențelor sau a frecvențelor.

Secţiunea 1. Aspecte teoretice ale ecologiei

Subiectul 1.1. Autoecologie (ecologie factorială)

Autoecologia este o ramură a ecologiei care studiază relația unui organism cu mediul său. Această secțiune este dedicată studiului caracteristicilor specifice ale răspunsului animalelor și plantelor la factorii de mediu și a modului de viață al speciei.

Ca parte a acestui subiect, vă suntem alături astăzi și vom lua în considerare următoarele întrebări

Principalele medii pentru existența organismelor

Modele de influență a factorilor de mediu asupra organismelor vii

Factorii de mediu și clasificarea lor

Conceptul de „habitat” este diferit de conceptul de „condiții de existență” - un set de factori vitali de mediu fără de care organismele vii nu pot exista (lumină, căldură, umiditate, aer, sol). Alți factori de mediu, deși au un impact semnificativ asupra organismelor, nu sunt vitali pentru acestea (de exemplu, vântul, radiațiile ionizante naturale și artificiale, electricitatea atmosferică etc.).

2 . Orice organism poate exista doar într-un anumit interval de temperatură. Când temperatura mediului este prea scăzută sau prea ridicată, organismul moare. Acolo unde temperatura este aproape de extreme, reprezentanții acestei specii sunt rari, dar pe măsură ce temperatura se apropie de valoarea medie, care este optimă pentru ei, numărul lor crește. Acest model este valabil pentru oricare altul factorul a, afectând cursul anumitor procese de viață (umiditate, puterea vântului, viteza curentului etc.).

Dacă trasăm pe grafic o curbă care caracterizează viteza unui anumit proces (respirație, mișcare, nutriție etc.) în funcție de unul dintre factorii de mediu (desigur, cu condiția ca acest factor să aibă impact asupra principalelor procese de viață) , atunci această curbă va fi aproape întotdeauna în formă de clopot (Fig. 1). Astfel de curbe sunt numite curbe de toleranță (din latină tolerahtia - răbdare). Poziția vârfului lor indică condițiile optime pentru acest proces. Unele specii se caracterizează prin curbe cu vârfuri foarte ascuțite; aceasta înseamnă că gama de condiții optime pentru ei este foarte îngustă. Curbele netede corespund unei game largi de toleranță, adică rezistență la un factor dat.

Organismele cu limite largi de rezistență la mulți factori au, desigur, șanse de o distribuție mai largă.

La speciile răspândite populatiilor, care trăiesc în zone climatice diferite, se dovedesc adesea a fi cel mai bine adaptat exact condițiilor unei zone date. Acest lucru se datorează capacității lor de a forma forme locale, sau ecotipuri, caracterizate prin diferite limite de rezistență la temperatură, lumină sau alți factori.

Ca exemplu, luați în considerare ecotipurile uneia dintre speciile de meduze. După cum știți, meduzele se mișcă în apă ca o rachetă - cu ajutorul contracțiilor ritmice. muşchiiîmpingând apa din cavitatea centrală. Rata optimă de pulsație este de 15-20 de contracții pe minut. Indivizii unei specii de meduze care trăiesc în latitudinile nordice se deplasează cu aceeași viteză ca și meduzele din aceeași specie la latitudinile sudice, deși temperatura apei în nord poate fi cu 20 C mai mică. Aceasta înseamnă că ambele forme de meduze s-au adaptat cel mai bine la condițiile locale.

Legea minimului.

Intensitatea anumitor procese biologice este adesea sensibilă la doi sau mai mulți factori de mediu. În acest caz, importanța decisivă va aparține unuia dintre ei, care este disponibil în cantitate minimă din punct de vedere al nevoilor organismului. Această regulă simplă a fost formulată pentru prima dată de fondatorul științei îngrășămintelor minerale, chimistul și chimistul agricol german Justus Liebig (1803-1873) și a fost numită legea minimului . Yu. Liebig a descoperit că randamentul plantelor poate fi limitat la unul - oricare - dintre nutrienții principali, cu excepția cazului în care acest element nu este suficient în sol.

Diferiți factori de mediu pot interacționa, adică lipsa unei substanțe poate duce la o deficiență a altor substanțe. De exemplu, lipsa umidității din sol limitează furnizarea tuturor celorlalte substanțe necesare pentru hrănirea lor către plante. Prin urmare, în general, legea minimului poate fi formulează după cum urmează : supraviețuirea cu succes a organismelor vii depinde de un complex de condiții; factor limitator, sau limitator, este orice stare a mediului, care se apropie sau depășește limita de stabilitate pentru. organisme din această specie.

factori de mediu. Elementele mediului care provoacă reacții adaptative (adaptări) în organismele vii și în comunitățile lor sunt numite factori de mediu.

După originea și natura acțiunii, factorii de mediu clasificate: abiotice (elemente de natură anorganică sau neînsuflețită); biotic (forme ale impactului ființelor vii unul asupra celuilalt); antropogenă ( toate formele de activitate umană care afectează mediul de viață gen).

Factori abiotici sunt împărțite în fizic , sau climatice (lumina, temperatura aerului și a apei, umiditatea aerului și a solului, vântul); edafic, sau sol si pamant (compoziția mecanică a solurilor, proprietățile lor chimice și fizice); topografice, sau orografice (caracteristicile terenului); chimic

Antropic (antropic) Factorii sunt toate formele de activitate ale societății umane care schimbă natura ca habitat al organismelor vii sau le afectează direct viața. Alocarea factorilor antropici într-un grup separat se datorează faptului că în prezent soarta acoperirii vegetale a Pământului și a tuturor speciilor de organisme existente în prezent este practic în mâinile societății umane.

Factorii de mediu acționează asupra organismelor în moduri diferite. Ei pot acționa ca iritanți, provocând modificări adaptive ale funcțiilor fiziologice; la fel de limitatoare, provocând imposibilitatea existenței anumitor organisme în aceste condiții; la fel de modificatori,

/ ecologie 1 prelegere

Cursul 1

BAZELE ECOLOGIEI

Subiect, sarcini și metode de ecologie

Habitatul și condițiile de existență a organismelor

Factori de mediu

Modele de acțiune a factorilor de mediu asupra organismului

Interacțiunea factorilor de mediu

Influența principalilor factori abiotici asupra organismelor vii

Mediul biotic.

Lanț trofic (alimentar).

Forme de relații biotice.

Cicluri energetice în ecosisteme

Subiect, sarcini și metode de ecologie .Ecologie(greacă, oikos - locuință, reședință, logos - știință) - știința biologică a relației dintre organismele vii și habitatele lor. Acest termen a fost propus în 1866. zoolog german Ernst Haeckel.

zonă(lat. suprafață - suprafață, spațiu) - parte a suprafeței terestre sau a suprafeței de apă, în cadrul căreia indivizii unei anumite specii (gen, familie sau un anumit tip de comunitate) sunt distribuiți și trec printr-un ciclu complet al dezvoltării lor.

Obiecte de ecologie sunt predominant sisteme deasupra nivelului organismelor, adică studiul organizării și funcționării sistemelor supraorganistice: populaţii, biocenoze(comunitățile), biogeocenoze(ecosisteme) și biosferăîn general. Cu alte cuvinte, principalul obiect de studiu în ecologie sunt ecosisteme, adică complexe naturale unificate formate din organisme vii și mediu.

populatie- (lat. populus - oameni, populație). o grupare de indivizi din aceeași specie, care locuiesc o anumită parte a gamei de mult timp, se încrucișează liber și relativ izolat de alții, agregate ale aceleiași specii, se numește populație

Vedere- un grup de organisme care au trăsături comune în structura corpului, fiziologie și modalități de interacțiune cu mediul înconjurător, capabile să se încrucișeze între ele pentru a forma descendenți fertili, dar care nu pot face acest lucru cu organisme ale altor specii.

Biocenoza- un ansamblu de organisme care locuiesc într-un ecosistem, interconectate prin schimbul de substanțe, energie și informații.

Biogeocenoza - ecosistem

Biosferă, conform definiției lui V.I.Vernadsky, acesta este mediul vieții noastre, aceasta este „natura” care ne înconjoară.

Componenta biosferei orașului include, pe lângă oameni, toate tipurile de spații verzi, populații urbane de animale. (porumbei, vrabii, corbi, copace, păsări de apă care iernează pe zonele dezghețate ale corpurilor de apă, șobolani și șoareci, insecte „domesticate” precum muștele, țânțarii, puricii și gândacii, ploșnițele și, în sfârșit, populația microbiană și virală a cu mai multe etaje. clădiri și apartamente din oraș) .

Acasă problema teoretică și practică a ecologiei- a descoperi modele generale de organizare a vieții iar pe această bază să dezvolte principii utilizarea rațională a resurselor naturaleîn condiţii de influenţă din ce în ce mai mare a omului asupra biosferei.

Cea mai importantă problemă a timpului nostru interacțiunea dintre societatea umană și natura, întrucât situația care se dezvoltă în relația omului cu natura devine adesea critică. Rezervele de apă dulce și minerale (petrol, gaze, metale neferoase etc.) sunt epuizate, starea solurilor, a bazinelor de apă și aer se deteriorează, are loc deșertificarea unor teritorii vaste, lupta împotriva bolilor și dăunătorii culturilor agricole devin din ce în ce mai dificili.

Modificări antropice a afectat aproape toate ecosistemele planetei, compoziția gazelor a atmosferei, echilibrul energetic al Pământului. Înseamnă că activitatea umană este în conflict cu natura, rezultând în multe părți ale lumii încălcat a ei echilibru dinamic.

Pentru solutii aceste probleme globaleși mai presus de toate, problemele intensificării și utilizării raționale, conservarea și reproducerea resurselor biosferei, ecologia combină în eforturile de căutare ştiinţifică ale tuturor specialiştilor în biologie. Gama de probleme de mediu include, de asemenea, probleme educaţie pentru mediu şi iluminare, probleme morale, etice, filozofice și chiar juridice. Prin urmare, ecologia devine stiinta nu numai biologica, dar de asemenea social.

Metode ecologice subdivizat in:

camp(studiul vieții organismelor și comunităților lor în condiții naturale, adică observarea pe termen lung în natură folosind diverse echipamente) și

experimental(experimente în laboratoare staționare, unde este posibil nu numai să se varieze, ci și să controleze strict efectul oricăror factori asupra organismelor vii în conformitate cu un program dat).

În același timp, ecologistii operează nu numai biologic, ci și metode fizico-chimice moderne, utilizare modelarea fenomenelor biologice, adică reproducerea în ecosisteme artificiale a diferitelor procese care au loc în fauna sălbatică. Prin modelare, este posibil să se studieze comportamentul oricărui sistem pentru a evalua posibilele consecințe ale aplicării diverselor strategii și metode de management al resurselor, adică pentru prognoza de mediu.

Pentru a studia și a prezice procesele naturale, este, de asemenea, utilizat pe scară largă metoda modelării matematice. Astfel de modele de ecosistem sunt construite pe baza a numeroase date acumulate în condiții de teren și de laborator.

În același timp, bine formată modele matematice Ajutor sa vad ce care este dificil sau imposibil de testat experimental. Combinația dintre metodele de cercetare de teren și cea experimentală permite ecologistului să afle toate aspectele relației dintre organismele vii și numeroși factori de mediu, ceea ce va permite nu numai restabilirea echilibrului dinamic al naturii, ci și gestionarea ecosistemelor.

Habitatul și condițiile de existență a organismelor . Parte a naturii (un set de condiții specifice abiotice și biotice) care înconjoară direct organismele vii și are un efect direct sau indirect asupra stării, creșterii, dezvoltării, reproducerii, supraviețuirii acestora numit habitat.

Din concept habitat» este necesar să distingem conceptul « conditii de existenta" - Acest un set de factori vitali de mediu fără de care organismele vii nu pot exista(lumină, căldură, umiditate, aer, sol). Spre deosebire de ei, alți factori de mediu, deși au un impact semnificativ asupra organismelor, nu sunt vitali pentru acestea (de exemplu, vântul, radiațiile ionizante naturale și artificiale, electricitatea atmosferică etc.).

Factori de mediu - Acest elemente ale mediului care provoacă reacții adaptative (adaptări) în organismele vii și comunitățile acestora.

După originea și natura acțiunii, factorii de mediu se împart în abiotic(elemente de natură anorganică sau neînsuflețită), biotic(forme ale impactului fiinţelor vii unele asupra altora) şi antropogenă(toate formele de activitate umană care afectează fauna sălbatică).

Factori abioticiîmparte la fizic, sau climatice(lumina, temperatura aerului și boii, umiditatea aerului și a solului, vânt), edafic, sau sol si pamant(compoziția mecanică a solurilor, proprietățile lor chimice și fizice), topografice, sau orografice(caracteristicile terenului), chimic(salinitatea apei, compoziția gazelor a apei și a aerului, pH-ul solului și al apei etc.).

Factori antropici (antropici).- Acest toate formele de activitate ale societății umane care schimbă natura ca habitat al organismelor vii sau le afectează direct viața. Alocarea factorilor antropici într-un grup separat se datorează faptului că în prezent soarta acoperirii vegetale a Pământului și a tuturor speciilor de organisme existente în prezent este practic în mâinile societății umane.

unu si la fel factor mediu are sens diferitîn viața organismelor vii. De exemplu, regimul de sare al solului joacă un rol primordial în nutriția minerală a plantelor, dar este indiferent față de majoritatea animalelor terestre. Intensitatea luminiiși compoziția spectrală a luminii exclusiv important în viața plantelor fototrofe, iar în viața organismelor heterotrofe (ciuperci și animale acvatice), lumina nu are un efect vizibil asupra activității lor vitale.

Factorii de mediu sunt la lucru asupra organismelor diferit. Ele pot acționa ca iritanti care provoacă schimbări adaptative funcții fiziologice; la fel de limitatoare, provocând imposibilitatea existenței anumitor organisme în condiții date; la fel de modificatori, determinarea modificărilor morfologice şi anatomice ale organismelor.

Modele de acțiune a factorilor de mediu asupra organismului . Reacția organismelor la influența factorilor abiotici. Impactul factorilor de mediu asupra unui organism viu este foarte divers. Unii factori au o influență mai puternică, alții sunt mai slabi; unele afectează toate aspectele vieții, altele - pe un anumit proces de viață. Cu toate acestea, în natura impactului lor asupra organismului și în răspunsurile ființelor vii, pot fi identificate o serie de modele generale care se încadrează într-o schemă generală a efectului factorului de mediu asupra vieții organismului. Intervalul factorului de mediu este limitat de valorile de prag extreme corespunzătoare(puncte de minim și maxim), la care existența unui organism este încă posibilă. Aceste puncte sunt numite limitele inferioare și superioare ale rezistenței (toleranță) ființe vii în raport cu un anumit factor de mediu.

Cei mai buni indicatori ai activității vitale a corpului- Acest punct optim . Pentru majoritatea organismelor, este adesea dificil să se determine valoarea optimă a factorului cu suficientă acuratețe, așa că se obișnuiește să se vorbească despre zona optima.

Stări extreme de oprimare a organismelor cu o lipsă gravă sau exces de factor, numit zone pesimism sau stres . Aproape de punctele critice minciună subletal valorile factorilor, A în afara zonei de supraviețuire - mortal.

Această regularitate a reacției organismelor la impactul factorilor de mediu ne permite să o considerăm un principiu biologic fundamental: pentru fiecare specie de plante și animale există un optim, o zonă de viață normală, zone pesimile și limite de rezistență în raport cu fiecare factor de mediu(Fig. 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- punct optim; 2-3 - zona optima ; 3-5 - 2-6 - limitele de rezistență (toleranță); 5.8 - 6,7 - stări extreme de oprimare a organismelor - zone de pesimism sau stres.

Diferite tipuri de organisme vii diferă semnificativ unele de altele atât în ​​poziția optimului, cât și în limitele rezistenței. De exemplu, vulpile arctice din tundra pot tolera fluctuații ale temperaturii aerului în intervalul de aproximativ 80 ° С (de la +30 la -55 ° С), unele crustacee cu apă caldă rezistă la schimbările de temperatură a apei în intervalul de cel mult 6°С (de la 23 la 29°С) cianobacteria oscillatoria, care trăiește pe insula Java în apă cu o temperatură de 64 ° C, moare la 68 ° C după 5-10 minute.

organisme, pentru a cărui existenţă condiţii de mediu strict definite, relativ constante, numit stenobiont(greacă Stenos - îngust, bion - viu), și cei care locuiesc în o gamă largă de variabilitate a condițiilor de mediu, - euribiotic (greacă eurys - larg). În același timp, organismele din aceeași specie pot avea o amplitudine îngustă față de un factor și o amplitudine largă față de altul (de exemplu, adaptabilitate la un interval îngust de temperatură și o gamă largă de salinitate a apei). În plus, aceeași doză de factor poate fi optimă pentru o specie, pesimală pentru alta și poate depăși limitele de rezistență pentru o a treia.

Capacitatea organismelor de a se adapta la un anumit interval de variabilitate a factorilor medii numit plasticitate ecologică. Această caracteristică este una dintre cele mai importante proprietăți ale tuturor viețuitoarelor: prin reglarea activității lor vitale în conformitate cu schimbările condițiilor de mediu, organismele dobândesc capacitatea de a supraviețui și de a lăsa urmași. Organisme euribionte sunt ecologice cel mai plastic care le oferă utilizare largă, A stenobiont, dimpotrivă, diferă plasticitate ecologică slabăși, ca urmare, au de obicei zone limitate de distribuție.

Interacțiunea factorilor de mediu . Factorii de mediu afectează un organism viu în comun și simultan. în care efectul unui factor depinde din aceasta cu ce forţă şi în ce combinaţie acţionează simultan alţi factori. Această regulă a primit denumirea interacțiunii factorilor. De exemplu, căldura sau înghețul sunt mai ușor de suportat în aer uscat, mai degrabă decât în ​​aer umed. Rata de evaporare a apei din frunzele plantelor (transpirație) este mult mai mare dacă temperatura aerului este ridicată și vremea este vântuloasă.

In orice caz, dacă valoarea a cel puţin unuia dintre vitale factori de mediu apropiindu-se la valoarea critică sau trece dincolo de ea(sub minim sau peste maxim), atunci în ciuda combinaţiei optime a altor condiţii, indivizii sunt în pericol de moarte. Astfel de factori se numesc limitare(limitare).

Factori limitatori medii determina raza geografica a speciei. Astfel, înaintarea speciei spre nord poate fi limitată de lipsa căldurii, iar la zonele deșertice și de stepe uscate – de lipsa de umiditate sau de temperaturi prea ridicate. Relațiile biotice pot servi și ca factor de limitare a distribuției organismelor, de exemplu, ocuparea teritoriului de către un concurent mai puternic sau lipsa polenizatorilor pentru plantele cu flori. Identificarea factorilor limitatori și eliminarea acțiunii acestora, adică optimizarea habitatului organismelor vii, este un obiectiv practic important în creșterea randamentului culturilor agricole și a productivității animalelor domestice.

Influența principalilor factori abiotici asupra organismelor vii . Caracterizarea luminii ca factor de mediu. Natura vie nu poate exista fără lumină, întrucât radiația solară care ajunge la suprafața Pământului este practic singura sursă de energie pentru menținerea echilibrului termic al planetei, creând substanțe organice de către organismele fototrofe ale biosferei, ceea ce asigură în cele din urmă formarea unui mediu care poate satisface nevoile vitale ale tuturor ființelor vii.

Efectul biologic al luminii solare depinde de compoziția sa spectrală, durată, intensitate, periodicitate zilnică și sezonieră.

Radiatie solara este radiația electromagnetică într-o gamă largă de unde constituind un spectru continuu de la 290 la 3.000 nm.

Raze ultraviolete(UFL) mai scurte de 290 nm, dăunătoare organismelor vii, sunt absorbite de stratul de ozon și nu ajung pe Pământ.

Terenurile ajung în principal infraroşu(aproximativ 50% din radiația totală) si vizibile (45%) razele spectrului. Ponderea UFL, având o lungime de undă de 290-380 nm, reprezintă 5% din energia radiantă. UVL cu undă lungă, care au energie fotonică mare, se disting prin activitate chimică ridicată. În doze mici, au un efect bactericid puternic, promovează sinteza anumitor vitamine și pigmenți la plante, iar la animale și la oameni - vitamina D; în plus, provoacă arsuri solare la oameni, ceea ce este o reacție de protecție a pielii. Razele infraroșii cu o lungime de undă mai mare de 710 nm au un efect termic.

În termeni ecologici, cea mai importantă este regiunea vizibilă a spectrului.(390-710 nm), sau radiația fotosintetic activă (PAR), care este absorbită de pigmenții cloroplastici și, prin urmare, are o importanță decisivă în viața plantelor. Lumina vizibilă este necesară plantelor verzi pentru formarea clorofilei, formarea structurii cloroplastelor; reglează funcționarea aparatului stomatic, afectează schimbul de gaze și transpirația, stimulează biosinteza proteinelor și acizilor nucleici și crește activitatea unui număr de enzime fotosensibile. Lumina afectează, de asemenea, diviziunea și alungirea celulelor, procesele de creștere și dezvoltarea plantelor, determină timpul de înflorire și fructificare și are un efect de modelare.

Condițiile de lumină de pe planeta noastră sunt extrem de mari: de la zone atât de puternic iluminate, cum ar fi zonele înalte, deșerturi, stepe, până la iluminarea crepusculară în adâncurile apei și peșteri.

Reacția organismelor la ritmul zilnic de iluminare, exprimată într-o schimbare a proceselor de încredere și dezvoltare, se numește fotoperiodism. Regularitatea și repetarea constantă de la an la an a acestui fenomen a permis organismelor în cursul evoluției să-și coordoneze cele mai importante procese de viață cu ritmul acestor intervale de timp. Sub controlul fotoperioadei există aproape toate procesele metabolice asociate cu creșterea, dezvoltarea, activitatea vitală și reproducerea plantelor și animalelor.

Reacția fotoperiodică este caracteristică atât plantelor, cât și si animale.

Ritmul sezonier la animale se manifestă cel mai clar în schimbarea penajului la păsări și a lânii la mamifere, frecvența reproducerii și migrației, hibernarea unor animale etc.

Ritmurile biologice sunt, de asemenea, caracteristice oamenilor. Ritmurile zilnice sunt exprimate în alternanța somnului și a stării de veghe, fluctuații ale temperaturii corpului în intervalul 0,7-0,8 ° C (în zori scade, crește până la prânz, atinge un maxim seara și apoi scade din nou, mai ales rapid după ce o persoană cade. adormit), cicluri de activitate ale inimii și rinichilor etc.

Organismele vii sunt capabile să navigheze în timp, adică au un ceas biologic. Cu alte cuvinte, multe organisme se caracterizează prin capacitatea de a simți ciclurile diurne, mareelor, lunare și anuale, ceea ce le permite să se pregătească în avans pentru schimbările de mediu viitoare.

Limitele de temperatură ale vieții. Necesitatea căldurii pentru existența organismelor se datorează în primul rând faptului că toate procesele de viață sunt posibile numai pe un anumit fond termic, determinat de cantitatea de căldură și de durata acțiunii sale. Temperatura organismelor și, ca urmare, viteza și natura cursului tuturor reacțiilor chimice care compun metabolismul depind de temperatura ambiantă.

Limitele existenței vieții sunt condițiile de temperatură în care nu există denaturarea proteinelor, modificări ireversibile ale proprietăților coloidale ale citoplasmei, tulburări în activitatea enzimelor, respirație. Pentru majoritatea organismelor, acest interval de temperatură este de la 0 la +500. Cu toate acestea, o serie de organisme au sisteme enzimatice specializate și sunt adaptate existenței active la temperaturi în afara acestor limite.

Speciile ale căror condiții optime de viață sunt limitate în regiunea cu temperaturi ridicate sunt clasificate ca grup ecologic de termofili(bacterii care locuiesc în izvoarele termale din Kamchatka cu o temperatură a apei de 85-93 ° C, mai multe tipuri de alge verzi, licheni de solzi, semințe de plante de deșert situate în stratul cald superior al solului. Limita de temperatură a reprezentanților lumii animale de obicei nu depășește + 55-58 ° C ( amebe testate, nematode, acarieni, unele crustacee, larve ale multor Diptere).

Plante și animale care rămân active la temperaturi de la 0 la -8°C. a se referi la grup ecologic de criofili(greacă Kryos - rece, gheață). Criofilia este caracteristică multor bacterii, ciuperci, licheni, artropode și alte creaturi care trăiesc în tundra, deșerturile arctice și antarctice, munții înalți, apele polare reci etc.

Reprezentanții majorității speciilor de organisme vii nu au capacitatea de a-și termoregla în mod activ corpurile. Activitatea lor depinde, în primul rând, de căldura care vine din exterior, iar temperatura corpului - de valoarea temperaturii ambiante. Astfel de organisme sunt numite poikilotermic (ectotermic). Poikilotermia este caracteristică tuturor microorganismelor, plantelor, nevertebratelor și majorității cordatelor.

Numai păsări și mamifere căldura generată în procesul de metabolism intensiv servește ca o sursă destul de sigură de creștere a temperaturii corpului și menținerea acesteia la un nivel constant indiferent de temperatura mediului ambiant. Acest lucru este facilitat de o bună izolare termică creată de blană, penajul dens și un strat gros de țesut adipos subcutanat. Astfel de organisme sunt numite homoiotermic (endotermic sau cu sânge cald). proprietate endotermă permite multe specii de animale (ursi polari, pinipede, pinguini etc.) stil de viață activ la temperaturi scăzute.

caz special homoiotermie - heterotermie- caracteristică animalelor care cad în hibernare sau torpoare temporară într-o perioadă nefavorabilă a anului (veverițe de pământ, arici, lilieci, cătin etc.). Activ ei suporta temperatură ridicată a corpului, iar în cazul activitate corporală scăzută - redus, care este însoțită de o încetinire a proceselor metabolice și, ca urmare, un transfer scăzut de căldură.

Rolul ecologic al bouului. Apa este o condiție necesară pentru existența tuturor organismelor vii de pe Pământ. Importanța apei în procesele vieții este determinată de faptul că este mediul principal din celulă, unde se desfășoară procesele metabolice, ea servește ca cel mai important produs inițial, intermediar sau final al reacțiilor biochimice.

Când se studiază rolul ecologic al apei luat in considerare Nu numai Cantitate precipitare, darși raportul dintre dimensiunea și evaporarea lor. Se numesc zone în care evaporarea depășește cantitatea anuală de precipitații arid(uscat, arid). LA zone umede (umede). plantele sunt asigurate cu suficientă apă.

Plantele terestre superioare care duc un stil de viață atașat, într-o măsură mai mare decât animalele, depind de disponibilitatea substratului și a aerului cu umiditate. Există trei grupe principale de plante:

Higrofitele- plante din habitate excesiv umede cu umiditate ridicată a aerului și a solului. Cele mai tipice higrofite sunt plantele erbacee și epifitele din pădurile tropicale tropicale și nivelurile inferioare ale pădurilor umede din diferite zone climatice. care sunt plante cultivate.

Xerofite- plante din habitate uscate, capabile să tolereze seceta prelungită, rămânând în același timp active fiziologic. Acestea sunt plante de deșert, stepe uscate, savane, subtropicale uscate, dune de nisip și versanți uscati, puternic încălziți.

Grupul de xerofite include suculent- plante cu frunze carnoase suculente sau tulpini care contin un acvifer foarte dezvoltat. Există suculente de frunze (agave, aloe, juvenile, stonecrops) și suculente de tulpină, la care frunzele sunt reduse, iar părțile aeriene sunt reprezentate de tulpini cărnoase (cactusi, niște epuri, cioburi etc.) ..

Suculentele sunt limitate în principal în zonele aride din America Centrală, Africa de Sud și Marea Mediterană.

mezofiții ocupă o poziţie intermediară între higrofite şi xerofite. Sunt obișnuite în zonele moderat umede, cu un regim moderat de cald și un aport destul de bun de nutriție minerală. Mezofitele includ plantele de pajiști, acoperirea erbacee a pădurilor, copacii de foioase și arbuștii din zonele cu climă temperată umed, precum și cele mai multe plante cultivate și buruieni. Mezofitele se caracterizează printr-o plasticitate ecologică ridicată, care le permite să se adapteze la condițiile de mediu în schimbare.

Adaptări ale animalelor la regimul apei. Modalitățile de reglare a echilibrului apei la animale sunt mai diverse decât la plante. Ele pot fi împărțite în comportamentale, morfologice și fiziologice.

Dintre adaptările comportamentale includ căutarea corpurilor de apă, alegerea habitatelor, săparea vizuinii etc. În vizuini, umiditatea aerului se apropie de 100%, ceea ce reduce evaporarea prin capace, economisește umiditatea din corp.

La modalităţi morfologice de menţinere echilibru normal al apei includ formațiuni care contribuie la reținerea apei în organism; acestea sunt cochiliile moluștelor terestre, absența glandelor cutanate și cheratinizarea tegumentului reptilelor, cuticula chitinizată a insectelor etc.

Adaptări fiziologice ale reglării metabolismului apei poate fi împărțit în trei grupe:

1) capacitatea unui număr de specii de a forma apă metabolică și de a se mulțumi cu umiditatea furnizată cu hrană (multe insecte, mici rozătoare din deșert);

Termenul „ecologie” a fost introdus în știință de omul de știință german Ernst Haeckel (E. Haeckel) în 1869. Este destul de ușor să dai o definiție formală, deoarece cuvântul „ecologie” provine din cuvintele grecești „oikos” - locuință, adăpost și „logos” – știință. Prin urmare, ecologia este adesea definită ca știința relației dintre organisme sau grupuri de organisme (populații, specii) cu mediul lor. Cu alte cuvinte, subiectul ecologiei este un ansamblu de conexiuni între organisme și condițiile de existență (mediu) lor, de care depinde succesul supraviețuirii, dezvoltării, reproducerii, distribuției și competitivității lor.

În botanică, termenul „ecologie” a fost folosit pentru prima dată de botanistul danez E. Warming în 1895.

Într-un sens larg, mediul (sau mediul) este înțeles ca totalitatea corpurilor materiale, fenomenelor și energiei, undelor și câmpurilor, într-un fel sau altul afectând. Cu toate acestea, mediile diferite sunt departe de a fi percepute în mod egal de către un organism viu, deoarece semnificația lor pentru viață este diferită. Printre acestea sunt practic indiferente la plante, de exemplu, gazele inerte conținute în atmosferă. Alte elemente ale mediului, dimpotrivă, au un efect notabil, adesea semnificativ, asupra plantei. Se numesc factori de mediu. Acestea sunt, de exemplu, lumina, apa din atmosferă și sol, aerul, salinizarea apelor subterane, radioactivitatea naturală și artificială etc.). Odată cu aprofundarea cunoștințelor noastre, lista factorilor de mediu se extinde, deoarece într-o serie de cazuri se constată că plantele sunt capabile să răspundă la elementele mediului care anterior erau considerate indiferente (de exemplu, un câmp magnetic, zgomot puternic). expunere, câmpuri electrice etc.).

Clasificarea factorilor de mediu

Este posibil să se clasifice factorii de mediu în diferite sisteme de coordonate conceptuale.

Distingeți, de exemplu, factorii de mediu resursă și non-resurse. Factorii de resurse sunt substanțe și (sau) implicate în ciclul biologic de către comunitatea vegetală (de exemplu, lumina, apa, conținutul de nutrienți minerali din sol etc.); în consecință, factorii non-resurse nu participă la ciclurile de transformare a materiei și energiei și a ecosistemelor (de exemplu, relief).

Există, de asemenea, factori de mediu direcți și indirecti. Primele afectează în mod direct metabolismul, procesele de modelare, creșterea și dezvoltarea (lumina), cele din urmă afectează organismul printr-o modificare a altor factori (de exemplu, formele de interacțiuni transabiotice și transbiotice). Deoarece în diferite situații ecologice mulți factori pot acționa atât direct, cât și indirect, este mai bine să vorbim nu despre separarea factorilor, ci despre efectul lor direct sau indirect asupra plantei.

Cea mai utilizată clasificare a factorilor de mediu în funcție de originea și natura lor de acțiune:

I. Factori abiotici:

a) climatice - lumină, căldură (compoziția și mișcarea acesteia), umiditatea (inclusiv precipitațiile sub diferite forme, umiditatea aerului) etc.;

b) proprietăți edafice (sau sol-sol) - fizice (compoziție granulometrică, permeabilitatea apei) și chimice (pH-ul solurilor, conținutul de elemente minerale de nutriție, macro și microelemente etc.) ale solurilor;

c) topografice (sau orografice) - condiţii de relief.

II. Factori biotici:

a) fitogenic - impact direct și indirect al conviețuitorilor plantelor;

b) zoogenă - influență directă și indirectă a animalelor (mâncare, călcare în picioare, activități de săpat, polenizare, distribuire a fructelor și semințelor);

c) factori procarioți - influența bacteriilor și algelor albastre-verzi (efect negativ al bacteriilor fitopatogene, efect pozitiv al bacteriilor cu viață liberă și asociate simbiotic fixatoare de azot, actinomicete și cianuri);

Citiți mai multe despre factorii biotici în articol

Formele specifice de impact uman asupra acoperirii vegetale, direcția și scara lor fac posibilă evidențierea și factorilor antropici.

III. Factori antropici asociați formelor multilaterale ale activității agricole umane (pășunat, fâneț), activității industriale a acesteia (emisii de gaze în, construcții, minerit, comunicații de transport și conducte), cu activități de explorare spațială și recreativă.

Departe de orice se încadrează în această clasificare simplă, dar doar principalii factori de mediu. Există și alte plante care sunt mai puțin esențiale pentru viață (electricitatea atmosferică, câmpul magnetic al Pământului, radiațiile ionizante etc.).

Observăm, totuși, că împărțirea de mai sus este într-o anumită măsură condiționată, deoarece (și acest lucru este important de subliniat atât în ​​termeni teoretici, cât și practici) mediul afectează organismul în ansamblu, iar separarea factorilor și clasificarea lor nu este nimic. mai mult decât o tehnică metodologică, facilitând cunoașterea și studiul tiparelor de relații dintre plantă și mediu.

Modele generale de influență a factorilor de mediu

Influența factorilor de mediu asupra unui organism viu este foarte diversă. Unii factori – cei conducători – au un efect mai puternic, alții – cei secundari – acționează mai slab; unii factori afectează toate aspectele vieții plantelor, alții - asupra unui anumit proces de viață. Cu toate acestea, este posibil să se prezinte o schemă generală a dependenței reacției organismului sub influența unui factor de mediu.

Dacă intensitatea factorului în expresia sa fizică este reprezentată de-a lungul axei absciselor (X) ( , concentrația de sare în soluția de sol, pH-ul, iluminarea habitatului etc.), și de-a lungul ordonatei (Y) - reacția de organismul sau populația la acest factor în exprimarea sa cantitativă (intensitatea unuia sau altuia proces fiziologic – fotosinteză, absorbția apei de către rădăcini, creștere etc.; caracteristică morfologică – înălțimea plantei, dimensiunea frunzelor, numărul de semințe produse etc.; populație; caracteristici - numărul de indivizi pe unitate de suprafață, frecvența de apariție etc.), obținem următoarea imagine.

Gama de acțiune a factorului ecologic (zona de toleranță a speciei) este limitată de punctele minime și maxime, care corespund valorilor extreme ale acestui factor, la care este posibilă existența plantei. Punctul de pe axa absciselor, corespunzător celor mai buni indicatori ai activității vitale a plantei, înseamnă valoarea optimă a factorului - acesta este punctul optim. Din cauza dificultăților de a determina cu exactitate acest punct, de obicei se vorbește despre o anumită zonă optimă, sau o zonă de confort. Punctele optim, minim și maxim alcătuiesc trei puncte cardinale care determină posibilitățile de reacție a unei specii la un factor dat. Secțiunile extreme ale curbei, care exprimă starea de opresiune cu o lipsă sau un exces accentuat de factor, se numesc zone de pessimum; ele corespund valorilor pesimile ale factorului. Valorile subletale ale factorului se află în apropierea punctelor critice, iar valorile letale se află în afara zonei de toleranță.

Speciile diferă unele de altele prin poziția optimului în gradientul factorului ecologic. De exemplu, atitudinea față de căldură la speciile arctice și tropicale. Lățimea intervalului factorului (sau a zonei optime) poate fi, de asemenea, diferită. Există specii, de exemplu, pentru care un nivel scăzut de iluminare (briofite de peșteră) sau un nivel relativ ridicat de iluminare (plante alpine alpine) este optim. Dar sunt cunoscute și specii care cresc la fel de bine atât în ​​plină lumină, cât și în umbrire semnificativă (de exemplu, ariciul de echipă - Dactylis glomerata).

În același mod, unele ierburi de luncă preferă soluri cu o anumită gamă de aciditate, destul de îngustă, în timp ce altele cresc bine într-un interval larg de pH - de la puternic acid la alcalin. Primul caz indică o amplitudine ecologică îngustă a plantelor (sunt stenobionte sau stenotopice), al doilea - o amplitudine ecologică largă (plantele sunt euribionte sau euritopice). Între categoriile de euritopicitate și stenotopicitate se află o serie de categorii calitative intermediare (hemieuritopice, gemistenotopice).

Amploarea amplitudinii ecologice în raport cu diferiții factori de mediu este adesea diferită. Este posibil să fie stenotopic în raport cu un factor și euritopic în raport cu altul: de exemplu, plantele pot fi limitate la o gamă îngustă de temperaturi și la o gamă largă de salinitate.

Interacțiunea factorilor de mediu

Factorii de mediu acționează asupra plantei în comun și simultan, iar efectul unui factor depinde în mare măsură de „fondul ecologic”, adică de exprimarea cantitativă a altor factori. Acest fenomen de interacțiune a factorilor se vede clar în experimentul cu mușchiul acvatic Fontinalis. Acest experiment arată clar că iluminarea are un efect diferit asupra intensității fotosintezei la un conținut diferit de CO 2 în .

Experimentul mai arată că un efect biologic similar poate fi obținut prin înlocuirea parțială a acțiunii unui factor cu altul. Astfel, aceeași intensitate a fotosintezei poate fi realizată fie prin creșterea iluminării la 18 mii de lux, fie, la iluminare mai mică, prin creșterea concentrației de CO 2 .

Aici se manifestă interschimbabilitatea parțială a acțiunii unui factor de mediu cu altul. În același timp, niciunul dintre factorii necesari de mediu nu poate fi înlocuit cu altul: o plantă verde nu poate fi cultivată în întuneric complet nici cu o nutriție minerală foarte bună sau pe apă distilată cu condiții termice optime. Cu alte cuvinte, are loc o substituire parțială a principalilor factori ecologici și, în același timp, de neînlocuit complet a acestora (în acest sens, uneori se vorbește despre ei ca fiind la fel de importanți pentru viața plantelor). Dacă valoarea a cel puțin unuia dintre factorii necesari depășește intervalul de toleranță (sub minim și peste maxim), atunci existența organismului devine imposibilă.

Factori limitatori

Daca vreunul dintre factorii care alcatuiesc conditiile de existenta are o valoare pesimala, atunci limiteaza efectul factorilor ramasi (oricat de favorabili ar fi acestia) si determina rezultatul final al actiunii mediului asupra plantei. Acest rezultat final poate fi modificat doar acționând asupra factorului limitator. Această „lege a factorului limitator” a fost formulată pentru prima dată în chimia agricolă de către chimistul agricol german, unul dintre fondatorii chimiei agricole, Justus Liebig, în 1840 și, prin urmare, este adesea numită legea lui Liebig.

El a observat că, în lipsa unuia dintre elementele chimice necesare în sol sau soluție nutritivă, nici un îngrășământ care conțin alte elemente nu afectează planta și doar adăugarea de „ioni minimi” dă o creștere a randamentului. Numeroase exemple de acțiune a factorilor limitatori, nu numai în experiment, ci și în natură, arată că acest fenomen are o semnificație ecologică generală. Un exemplu de funcționare a „legii minimului” în natură este suprimarea plantelor erbacee sub coronamentul pădurilor de fag, unde, în condiții termice optime, conținut ridicat de dioxid de carbon, soluri suficient de bogate și alte condiții optime, sunt posibile pentru dezvoltarea ierbii sunt limitate de o lipsă accentuată de lumină.

Identificarea „factorilor la minim” (și la maximum) și eliminarea efectului lor limitativ, cu alte cuvinte, optimizarea mediului pentru plante, constituie o sarcină practică importantă în utilizarea rațională a acoperirii vegetației.

Gama autecologică și sinecologică și optimă

Atitudinea plantelor față de factorii de mediu depinde îndeaproape de influența altor conviețuitori ai plantelor (în primul rând de relațiile competitive cu aceștia). Adesea există o situație în care o specie poate crește cu succes într-o gamă largă de acțiune a unui factor (care este determinat experimental), dar prezența unui competitor puternic obligă să se limiteze la o zonă mai îngustă.

De exemplu, pinul silvestris (Pinus sylvestris) are o gamă ecologică foarte largă în raport cu factorii solului, dar în zona taiga formează păduri în principal pe soluri nisipoase sărace uscate sau pe turbării foarte îmbibate de apă, adică unde nu există specii de arbori concurente. . Aici, poziția reală a optimei și a zonelor de toleranță este diferită pentru plantele care experimentează sau nu influență biotică. În acest sens, se face distincția între optimul ecologic al unei specii (în absența competiției) și optimul fitocenotic corespunzător poziției efective a speciei în peisaj sau biom.

Pe lângă poziția optimului, se disting limitele rezistenței speciei: aria ecologică (limitele potențiale ale distribuției speciei, determinate doar de relația sa cu acest factor) și aria fitocenotică reală.

Adesea în acest context se vorbește despre un optim și zonă potențial și real. În literatura străină, ei scriu și despre optimul și intervalul fiziologic și ecologic. Este mai bine să vorbim despre optimul autecologic și sinecologic și despre gama speciilor.

La diferite specii, raportul dintre intervalele ecologice și fitocenotice este diferit, dar intervalul ecologic este întotdeauna mai larg decât cel fitocenotic. Ca urmare a interacțiunii plantelor, gama se îngustează și adesea se schimbă optim.