Începem cunoștințele noastre cu ecologia, poate, cu una dintre cele mai dezvoltate și studiate secțiuni - autecologie. Atenția autecologiei se concentrează pe interacțiunea indivizilor sau a grupurilor de indivizi cu condițiile mediului lor. Prin urmare, conceptul cheie al autecologiei este factorul ecologic, adică factorul de mediu care afectează organismul.

Nu sunt posibile măsuri de protecție a mediului fără a studia efectul optim al unuia sau altuia dintre factori asupra unei anumite specii biologice. De fapt, cum să protejezi cutare sau cutare specie, dacă nu știi ce condiții de viață preferă. Chiar și „protecția” unei astfel de specii ca persoană rezonabilă necesită cunoașterea standardelor sanitare și igienice, care nu sunt altceva decât optimul diferiților factori de mediu în relație cu o persoană.

Influența mediului asupra organismului se numește factor de mediu. Definiția științifică exactă este:

FACTOR ECOLOGIC - orice condiție de mediu la care viul reacționează cu reacții adaptative.

Un factor de mediu este orice element al mediului care are un efect direct sau indirect asupra organismelor vii cel puțin în timpul uneia dintre fazele dezvoltării lor.

Prin natura lor, factorii de mediu sunt împărțiți în cel puțin trei grupuri:

factori abiotici - influența naturii neînsuflețite;

factori biotici – influența faunei sălbatice.

factori antropici - influențe cauzate de activitatea umană rezonabilă și nerezonabilă („anthropos” - o persoană).

Omul modifică natura animată și neînsuflețită și, într-un anumit sens, își asumă un rol geochimic (de exemplu, eliberând carbon încrustat sub formă de cărbune și petrol timp de multe milioane de ani și eliberându-l în aer cu dioxid de carbon). Prin urmare, factorii antropici din punct de vedere al amplorii și impactului global se apropie de forțele geologice.

Nu de puține ori, factorii de mediu sunt supuși și ei unei clasificări mai detaliate, atunci când este necesar să se indice un anumit grup de factori. De exemplu, există factori de mediu climatici (referiți la climă), edafici (sol).

Ca exemplu de manual al acțiunii indirecte a factorilor de mediu, sunt citate așa-numitele colonii de păsări, care sunt concentrații uriașe de păsări. Densitatea mare a păsărilor se explică printr-un întreg lanț de relații cauză-efect. Excrementele de păsări intră în apă, substanțele organice din apă sunt mineralizate de bacterii, o concentrație crescută de minerale duce la creșterea numărului de alge, iar după acestea - zooplancton. Crustaceele inferioare incluse în zooplancton sunt hrănite cu pești, iar păsările care locuiesc în păsăria se hrănesc cu pești. Lanțul se închide. Excrementele de păsări acționează ca un factor de mediu care crește indirect numărul de colonii de păsări.

Cum să comparăm acțiunea unor factori atât de diferiți ca natură? În ciuda numărului imens de factori, de la însăși definirea factorului de mediu ca element al mediului care afectează organismul, urmează ceva în comun. Și anume: acțiunea factorilor de mediu se exprimă întotdeauna într-o modificare a activității vitale a organismelor și, în final, duce la o modificare a dimensiunii populației. Acest lucru face posibilă compararea efectului diferiților factori de mediu.

Inutil să spunem că efectul unui factor asupra unui individ este determinat nu de natura factorului, ci de doza acestuia. În lumina celor de mai sus, și chiar a simplei experiențe de viață, devine evident că efectul este determinat tocmai de doza factorului. Într-adevăr, care este factorul „temperatura”? Aceasta este o abstracție destul de mare, dar dacă spui că temperatura este de -40 Celsius - nu există timp pentru abstracții, ar fi bine să te înfășori în tot ce este cald! Pe de altă parte, +50 de grade nu ni se va părea mult mai bine.

Astfel, factorul afectează organismul cu o anumită doză, iar dintre aceste doze se pot distinge dozele minime, maxime și optime, precum și acele valori la care se oprește viața unui individ (se numesc letale, sau mortal).

Efectul diferitelor doze asupra populației în ansamblu este descris foarte clar grafic:

Axa ordonatelor reprezintă grafic dimensiunea populației în funcție de doza unuia sau altuia (axa absciselor). Se disting dozele optime ale factorului și dozele de acțiune a factorului, la care are loc inhibarea activității vitale a organismului dat. Pe grafic, aceasta corespunde celor 5 zone:

zona optima

la dreapta și la stânga acestuia sunt zonele pessimum (de la limita zonei optime până la max sau min)

zone letale (dincolo de max și min) unde populația este 0.

Gama de valori ale factorului, dincolo de care viața normală a indivizilor devine imposibilă, se numește limitele rezistenței.

În lecția următoare, ne vom uita la modul în care organismele diferă în raport cu diverși factori de mediu. Cu alte cuvinte, următoarea lecție se va concentra asupra grupurilor ecologice de organisme, precum și asupra barilului Liebig și asupra modului în care toate acestea sunt legate de definiția MPC.

Glosar

FACTOR ABIOTIC - o condiție sau un set de condiții ale lumii anorganice; factor ecologic al naturii neînsuflețite.

FACTOR ANTROPOGEN - un factor de mediu care își datorează originea activității umane.

PLANKTON - un set de organisme care trăiesc în coloana de apă și nu pot rezista în mod activ transferului de curenți, adică „plutesc” în apă.

PIATA PĂSĂRI - o așezare colonială de păsări asociate cu mediul acvatic (guillemots, pescăruși).

La ce factori ecologici din toată varietatea lor acordă atenție cercetătorul în primul rând? Nu de puține ori, un cercetător se confruntă cu sarcina de a identifica acei factori de mediu care inhibă activitatea vitală a reprezentanților unei anumite populații, limitează creșterea și dezvoltarea. De exemplu, este necesar să se afle motivele scăderii randamentului sau cauzele dispariției populației naturale.

Cu toată varietatea factorilor de mediu și cu dificultățile care apar atunci când se încearcă evaluarea impactului lor comun (complex), este important ca factorii care alcătuiesc complexul natural să fie de importanță inegală. În secolul al XIX-lea, Liebig (Liebig, 1840), studiind efectul diferitelor microelemente asupra creșterii plantelor, a stabilit că creșterea plantelor este limitată de elementul a cărui concentrație este la minim. Factorul deficitar a fost numit factor limitator. La figurat, această poziție ajută la prezentarea așa-numitului „butoiul lui Liebig”.

Butoiul Liebig

Imaginați-vă un butoi cu șipci de lemn pe părțile laterale de diferite înălțimi, așa cum se arată în imagine. Este clar, oricât de înalte sunt celelalte șipci, dar puteți turna apă în butoi exact cât lungimea celei mai scurte șipci (în acest caz, 4 matrițe).

Rămâne doar „înlocuirea” unor termeni: înălțimea apei turnate să fie o funcție biologică sau ecologică (de exemplu, productivitate), iar înălțimea șinelor va indica gradul de abatere a dozei unuia sau altuia. de la optim.

În prezent, legea minimului a lui Liebig este interpretată mai larg. Un factor limitator poate fi un factor care nu numai că este insuficient, ci și în exces.

Factorul de mediu joacă rolul unui FACTOR LIMITĂTOR dacă acest factor este sub nivelul critic sau depășește nivelul maxim tolerabil.

Factorul limitator determină aria de distribuție a speciei sau (în condiții mai puțin severe) afectează nivelul general al metabolismului. De exemplu, conținutul de fosfați din apa de mare este un factor limitativ care determină dezvoltarea planctonului și productivitatea generală a comunităților.

Conceptul de „factor limitator” se aplică nu numai diferitelor elemente, ci tuturor factorilor de mediu. Relațiile competitive acționează adesea ca un factor limitator.

Fiecare organism are propriile limite de rezistență în raport cu diverși factori de mediu. În funcție de cât de largi sau înguste sunt aceste limite, se disting organismele eurybiont și stenobiont. Eurybionts sunt capabili să suporte o gamă largă de intensitate a diferiților factori de mediu. De exemplu, habitatul unei vulpi este de la pădure-tundra până la stepe. Stenobionții, dimpotrivă, suportă doar fluctuații foarte înguste ale intensității factorului de mediu. De exemplu, aproape toate plantele din pădurea tropicală sunt stenobionte.

Nu este neobișnuit să se indice ce factor este înțeles. Deci, putem vorbi despre organisme euritermale (care tolerează mari fluctuații de temperatură) (multe insecte) și stenoterme (pentru plantele din pădure tropicală, fluctuațiile de temperatură în intervalul +5 ... +8 grade C pot fi fatale); eury / stenohaline (tolerează / nu tolerează fluctuațiile în salinitatea apei); evry / stenobats (care trăiesc în limite largi / înguste ale adâncimii rezervorului) și așa mai departe.

Apariția speciilor de stenobiont în procesul de evoluție biologică poate fi considerată ca o formă de specializare în care se realizează o eficiență mai mare în detrimentul adaptabilității.

Interacțiunea factorilor. MPC.

Cu acțiunea independentă a factorilor de mediu, este suficient să se opereze cu conceptul de „factor limitator” pentru a determina efectul combinat al unui complex de factori de mediu asupra unui organism dat. Cu toate acestea, în condiții reale, factorii de mediu se pot îmbunătăți sau slăbi reciproc. De exemplu, înghețul din regiunea Kirov este mai ușor de suportat decât în ​​Sankt Petersburg, deoarece acesta din urmă are umiditate mai mare.

Contabilitatea interacțiunii factorilor de mediu este o problemă științifică importantă. Există trei tipuri principale de factori de interacțiune:

aditiv - interacțiunea factorilor este o simplă sumă algebrică a efectelor fiecăruia dintre factori cu o acțiune independentă;

sinergic - acțiunea comună a factorilor sporește efectul (adică efectul acțiunii lor comune este mai mare decât suma simplă a efectelor fiecărui factor cu acțiune independentă);

antagonist - acțiunea comună a factorilor slăbește efectul (adică efectul acțiunii lor comune este mai mic decât suma simplă a efectelor fiecărui factor).

De ce este important să știm despre interacțiunea factorilor de mediu? Fundamentarea teoretică a valorii concentrațiilor maxime admise (MPC) de poluanți sau a nivelurilor maxime admisibile (MPL) ale impactului agenților poluanți (de exemplu, zgomot, radiații) se bazează pe legea factorului limitator. MPC este stabilit experimental la un nivel la care modificările patologice nu apar încă în organism. În același timp, există dificultăți (de exemplu, cel mai adesea este necesară extrapolarea datelor obținute pe animale la oameni). Cu toate acestea, nu este vorba despre ei.

Nu este neobișnuit să auzim cum autoritățile de mediu raportează cu bucurie că nivelul celor mai mulți poluanți din atmosfera orașului se află în MPC. Totodată, autoritățile de Supraveghere Sanitară și Epidemiologică de Stat constată un nivel crescut al bolilor respiratorii la copii. Explicația ar putea fi așa. Nu este un secret că mulți poluanți ai aerului au un efect similar: irită mucoasele tractului respirator superior, provoacă boli respiratorii etc. Iar acțiunea comună a acestor poluanți dă un efect aditiv (sau sinergic).

Prin urmare, în mod ideal, atunci când se elaborează standarde MPC și se evaluează situația existentă de mediu, ar trebui să se ia în considerare interacțiunea factorilor. Din păcate, în practică, acest lucru poate fi foarte dificil de realizat: este dificil să planificați un astfel de experiment, este dificil să evaluați interacțiunea, plus înăsprirea MPC-urilor are efecte economice negative.

Glosar

MICROELEMENTE - elemente chimice necesare organismelor in cantitati neglijabile, dar determinand succesul dezvoltarii lor. M. sub formă de microîngrășăminte se folosește pentru creșterea randamentului plantelor.

FACTOR LIMITANT - un factor care stabilește cadrul (determinant) pentru cursul unui proces sau pentru existența unui organism (specie, comunitate).

AREAL - zona de distribuție a oricărui grup sistematic de organisme (specie, gen, familie) sau un anumit tip de comunitate de organisme (de exemplu, zona pădurilor de pin licheni).

METABOLISM – (in raport cu organismul) consumul, transformarea, utilizarea, acumularea si pierderea consistenta de substante si energie in organismele vii. Viața este posibilă doar prin metabolism.

eurybiont - un organism care trăiește în diferite condiții de mediu

STENOBIONT - un organism care necesită condiții de existență strict definite.

XENOBIOTIC - o substanță chimică străină organismului, neinclusă în mod natural în ciclul biotic. De regulă, un xenobiotic este de origine antropică.

Ecosistem

ECOSISTEME URBANE ŞI INDUSTRIALE

Caracteristicile generale ale ecosistemelor urbane.

Ecosistemele urbane sunt heterotrofe, ponderea energiei solare fixată de plantele urbane sau panourile solare amplasate pe acoperișurile caselor este nesemnificativă. Principalele surse de energie pentru întreprinderile orașului, încălzirea și iluminatul apartamentelor orășenilor sunt situate în afara orașului. Acestea sunt zăcăminte de petrol, gaze, cărbune, hidrocentrale și centrale nucleare.

Orașul consumă o cantitate imensă de apă, din care doar o mică parte o folosește pentru consum direct. Cea mai mare parte a apei este cheltuită pentru procesele de producție și nevoile casnice. Consumul personal de apă în orașe variază între 150 și 500 de litri pe zi, iar ținând cont de industrie, un cetățean reprezintă până la 1000 de litri pe zi. Apa folosită de orașe revine în natură în stare poluată - este saturată cu metale grele, reziduuri de petrol, substanțe organice complexe precum fenolul etc. Poate conține agenți patogeni. Orașul emite gaze toxice și praf în atmosferă, concentrează deșeurile toxice în gropile de gunoi, care, odată cu scurgerile de apă de izvor, pătrund în ecosistemele acvatice. Plantele, ca parte a ecosistemelor urbane, cresc în parcuri, grădini și peluze, scopul lor principal este de a regla compoziția gazelor din atmosferă. Ei eliberează oxigen, absorb dioxid de carbon și purifică atmosfera de gazele și praful nocivi care intră în ea în timpul funcționării întreprinderilor industriale și al transportului. Plantele au, de asemenea, o mare valoare estetică și decorativă.

Animalele din oraș sunt reprezentate nu numai de specii comune în ecosistemele naturale (păsările trăiesc în parcuri: porumbul roșu, privighetoarea, coada de vopsea; mamifere: volei, veverițe și reprezentanți ai altor grupuri de animale), ci și de un grup special de animale urbane - însoțitori umani. Include păsări (vrabii, grauri, porumbei), rozătoare (șobolani și șoareci) și insecte (gândaci, ploșnițe, molii). Multe animale asociate cu oamenii se hrănesc cu gunoaie din gropile de gunoi (soci, vrăbii). Acestea sunt asistentele din oraș. Descompunerea deșeurilor organice este accelerată de larvele de muște și alte animale și microorganisme.

Principala caracteristică a ecosistemelor orașelor moderne este că echilibrul ecologic este perturbat în ele. Toate procesele de reglare a fluxului de materie și energie pe care o persoană trebuie să le preia. O persoană trebuie să reglementeze atât consumul de energie și resurse de către oraș - materii prime pentru industrie și alimente pentru oameni, cât și cantitatea de deșeuri toxice care intră în atmosferă, apă și sol ca urmare a industriei și transportului. În cele din urmă, determină și dimensiunea acestor ecosisteme, care în țările dezvoltate și în ultimii ani în Rusia, se „răspândesc” rapid datorită construcției de cabane suburbane. Zonele joase reduc suprafața pădurilor și a terenurilor agricole, „răspândirea” lor necesită construirea de noi autostrăzi, ceea ce reduce proporția de ecosisteme capabile să producă hrană și să circule oxigen.

Poluarea industrială a mediului.

În ecosistemele urbane, poluarea industrială este cea mai periculoasă pentru natură.

Poluarea chimică a atmosferei. Acest factor este unul dintre cele mai periculoase pentru viața umană. Cei mai frecventi contaminanți

Dioxid de sulf, oxizi de azot, monoxid de carbon, clor etc. În unele cazuri, două sau relativ mai multe substanțe relativ inofensive eliberate în atmosferă pot forma compuși toxici sub influența luminii solare. Ecologiștii numără aproximativ 2.000 de poluanți ai aerului.

Principalele surse de poluare sunt centralele termice. Casele de cazane, rafinăriile de petrol și vehiculele poluează, de asemenea, puternic atmosfera.

Poluarea chimică a corpurilor de apă. Întreprinderile aruncă produse petroliere, compuși de azot, fenol și multe alte deșeuri industriale în corpurile de apă. În timpul producției de petrol, corpurile de apă sunt poluate cu specii saline, petrol și produse petroliere sunt, de asemenea, vărsate în timpul transportului. În Rusia, lacurile din nordul Siberiei de Vest suferă cel mai mult din cauza poluării cu petrol. În ultimii ani, pericolul pentru ecosistemele acvatice al apelor uzate menajere din canalizările urbane a crescut. În acești efluenți a crescut concentrația de detergenți, pe care microorganismele îi descompun cu dificultate.

Atâta timp cât cantitatea de poluanți emiși în atmosferă sau deversați în râuri este mică, ecosistemele însele sunt capabile să le facă față. Cu poluare moderată, apa din râu devine aproape curată după 3-10 km de la sursa de poluare. Dacă sunt prea mulți poluanți, ecosistemele nu le pot face față și încep consecințele ireversibile.

Apa devine nepotabilă și periculoasă pentru oameni. Apa poluată nu este potrivită pentru multe industrii.

Poluarea suprafetei solului cu deseuri solide. Depozitele urbane de deșeuri industriale și menajere ocupă suprafețe mari. Gunoiul poate conține substanțe toxice precum mercur sau alte metale grele, compuși chimici care se dizolvă în apa de ploaie și zăpadă și apoi pătrund în corpurile de apă și în apele subterane. Poate ajunge în gunoi și dispozitive care conțin substanțe radioactive.

Suprafața solului poate fi poluată cu cenușa depusă din fumul centralelor termice pe cărbune, fabricilor de ciment, cărămizilor refractare etc. Pentru a preveni această contaminare, pe conducte sunt instalate colectoare speciale de praf.

Poluarea chimică a apelor subterane. Curenții de apă subterană transportă poluarea industrială pe distanțe lungi și nu este întotdeauna posibil să se determine sursa acestora. Cauza poluării poate fi spălarea substanțelor toxice de către apa de ploaie și zăpadă din gropile de gunoi industriale. Poluarea apelor subterane are loc și în timpul producției de petrol prin metode moderne, când, pentru a crește returul rezervoarelor de petrol, în puțuri este reinjectată apă sărată, care a urcat la suprafață odată cu petrolul în timpul pompării acestuia.

Apa sărată intră în acvifere, apa din fântâni devine amară și de nebăut.

Poluare fonică. Sursa de poluare fonică poate fi o întreprindere industrială sau de transport. În special basculantele și tramvaiele grele produc mult zgomot. Zgomotul afectează sistemul nervos uman și, prin urmare, se iau măsuri de protecție împotriva zgomotului în orașe și întreprinderi.

Liniile de cale ferată și de tramvai și drumurile de-a lungul cărora trece transportul de mărfuri ar trebui mutate din părțile centrale ale orașelor în zone slab populate, iar în jurul acestora ar trebui create spații verzi care să absoarbă bine zgomotul.

Avioanele nu ar trebui să zboare deasupra orașelor.

Zgomotul se măsoară în decibeli. Tic de ceas - 10 dB, șoaptă - 25, zgomot de pe o autostradă aglomerată - 80, zgomot de decolare a aeronavei - 130 dB. Pragul de durere al zgomotului este de 140 dB. Pe teritoriul dezvoltării rezidențiale în timpul zilei, zgomotul nu trebuie să depășească 50-66 dB.

De asemenea, poluanții includ: contaminarea suprafeței solului cu haldele de supraîncărcare și cenușă, poluarea biologică, poluarea termică, poluarea radiațiilor, poluarea electromagnetică.

Poluarea aerului. Dacă poluarea aerului peste ocean este luată ca unitate, atunci peste sate este de 10 ori mai mare, peste orașele mici - de 35 de ori și peste orașele mari - de 150 de ori. Grosimea stratului de aer poluat de deasupra orașului este de 1,5 - 2 km.

Cei mai periculoși poluanți sunt benz-a-pirenul, dioxidul de azot, formaldehida și praful. În partea europeană a Rusiei și Urali, în medie, pe parcursul anului la 1 km pătrați. km, au căzut peste 450 kg de poluanți atmosferici.

Față de 1980, cantitatea de emisii de dioxid de sulf a crescut de 1,5 ori; 19 milioane de tone de poluanți atmosferici au fost aruncați în atmosferă prin transportul rutier.

Deversarea apelor uzate în râuri s-a ridicat la 68,2 metri cubi. km cu un postconsum de 105,8 metri cubi. km. Consumul de apă de către industrie este de 46%. Ponderea apelor uzate neepurate este în scădere din 1989 și se ridică la 28%.

Datorită predominării vântului de vest, Rusia primește de 8-10 ori mai mulți poluanți atmosferici de la vecinii săi din vest decât îi trimite.

Ploile acide au afectat negativ jumătate din pădurile Europei, iar procesul de uscare a pădurilor a început și în Rusia. În Scandinavia, 20.000 de lacuri au murit deja din cauza ploilor acide venite din Marea Britanie și Germania. Sub influența ploii acide, monumentele de arhitectură mor.

Substanțele nocive care ies dintr-un coș de 100 m înălțime sunt dispersate pe o rază de 20 km, 250 m înălțime - până la 75 km. Țeava campion a fost construită la o fabrică de cupru-nichel din Sudbury (Canada) și are o înălțime de peste 400 m.

Clorofluorocarburile care epuizează stratul de ozon (CFC) intră în atmosferă din gazele sistemului de răcire (în SUA - 48%, iar în alte țări - 20%), din utilizarea cutiilor de aerosoli (în SUA - 2% și acum câțiva ani). vânzarea acestora a fost interzisă; în alte țări - 35%), solvenți utilizați la curățarea chimică (20%) și la producerea de spume, inclusiv stiroform (25-).

Principala sursă de freoni care distrug stratul de ozon sunt frigiderele industriale - frigiderele. Într-un frigider obișnuit de uz casnic, 350 g de freon, iar în frigiderele industriale - zeci de kilograme. Refrigerare numai în

Moscova folosește anual 120 de tone de freon. O parte semnificativă din acesta, din cauza imperfecțiunii echipamentului, ajunge în atmosferă.

Poluarea ecosistemelor de apă dulce. În 1989, 1,8 tone de fenoli, 69,7 tone de sulfați, 116,7 tone de substanțe sintetice de suprafață (surfactanți) au fost descărcate în Lacul Ladoga - un rezervor de apă potabilă pentru al șase milioane de Sankt Petersburg - în 1989.

Poluează ecosistemele acvatice și transportul fluvial. Pe lacul Baikal, de exemplu, plutesc 400 de nave de diferite dimensiuni, aruncă în apă aproximativ 8 tone de produse petroliere pe an.

La majoritatea întreprinderilor rusești, deșeurile de producție toxice sunt fie aruncate în corpurile de apă, otrăvindu-le, fie acumulate fără procesare, adesea în cantități uriașe. Aceste acumulări de deșeuri mortale pot fi numite „mine de mediu”; atunci când barajele se sparg, pot ajunge în corpurile de apă. Un exemplu de astfel de „mină de mediu” este uzina chimică Cherepovets „Ammophos”. Fosa sa septică se întinde pe o suprafață de 200 de hectare și conține 15 milioane de tone de deșeuri. Barajul care înconjoară bazinul este ridicat anual de

4 m. Din păcate, „mina Cherepovets” nu este singura.

În țările în curs de dezvoltare, 9 milioane de oameni mor în fiecare an. Până în anul 2000, peste 1 miliard de oameni vor lipsi de apă potabilă.

Poluarea ecosistemelor marine. Aproximativ 20 de miliarde de tone de gunoi au fost aruncate în Oceanul Mondial - de la canalizare menajeră până la deșeuri radioactive. În fiecare an pentru fiecare 1 mp. km de suprafata apei adauga inca 17 tone de gunoi.

Peste 10 milioane de tone de petrol sunt turnate în ocean în fiecare an, care formează o peliculă care acoperă 10-15% din suprafața acestuia; și 5 g de produse petroliere sunt suficiente pentru a strânge pelicula de 50 de metri pătrați. m de suprafata apei. Acest film nu numai că reduce evaporarea și absorbția dioxidului de carbon, dar provoacă și lipsa de oxigen și moartea ouălor și a peștilor tineri.

Poluarea cu radiații. Se presupune că până în anul 2000 lumea se va fi acumulat

1 milion de metri cubi m de deşeuri radioactive de mare activitate.

Fondul radioactiv natural afectează fiecare persoană, chiar și pe cei care nu intră în contact cu centralele nucleare sau cu armele nucleare. Cu toții primim o anumită doză de radiații în timpul vieții, din care 73% provine din radiațiile corpurilor naturale (de exemplu, granit în monumente, placarea casei etc.), 14% din proceduri medicale (în primul rând din vizitarea unui X- camera de raze) și 14% - pe razele cosmice. Pe parcursul unei vieți (70 de ani), o persoană poate, fără prea mult risc, să câștige radiații de 35 rem (7 rem din surse naturale, 3 rem din surse spațiale și aparate cu raze X). În zona centralei nucleare de la Cernobîl, în zonele cele mai poluate, puteți obține până la 1 rem pe oră. Puterea de radiație pe acoperiș în perioada de stingere a unui incendiu la o centrală nucleară a ajuns la 30.000 de roentgens pe oră și, prin urmare, fără protecție împotriva radiațiilor (un costum de plumb), se putea obține o doză letală de radiații în 1 minut.

Doza orară de radiații, letală pentru 50% din organisme, este de 400 rem pentru oameni, 1000-2000 rem pentru pești și păsări, de la 1000 până la 150.000 pentru plante și 100.000 rem pentru insecte. Astfel, cea mai puternică poluare nu este un obstacol în calea reproducerii în masă a insectelor. Dintre plante, copacii sunt cei mai puțin rezistenți la radiații, iar ierburile sunt cele mai rezistente.

Poluarea cu deșeuri menajere. Cantitatea de gunoi acumulată este în continuă creștere. Acum este de la 150 la 600 kg pe an pentru fiecare locuitor al orașului. Cea mai mare parte a gunoiului este produs în SUA (520 kg pe an pe locuitor), în Norvegia, Spania, Suedia, Olanda - 200-300 kg, iar la Moscova - 300-320 kg.

Pentru ca hârtia să se descompună în mediul natural, este nevoie de 2 până la 10 ani, o cutie de conserve - mai mult de 90 de ani, un filtru de țigară - 100 de ani, o pungă de plastic - mai mult de 200 de ani, plastic - 500 de ani, sticlă - peste 1000 de ani.

Modalități de a reduce daunele cauzate de poluarea chimică

Cea mai comună poluare - chimică. Există trei modalități principale de a reduce daunele cauzate de acestea.

Diluare. Chiar și efluenții tratați trebuie diluați de 10 ori (și netratate - de 100-200 de ori). Coșurile de fum înalte sunt construite la întreprinderi, astfel încât gazele și praful emise să fie dispersate uniform. Diluarea este o modalitate ineficientă de a reduce daunele cauzate de poluare, acceptabilă doar ca măsură temporară.

Curatenie. Aceasta este modalitatea principală de reducere a emisiilor de substanțe nocive în mediu în Rusia de astăzi. Cu toate acestea, în urma tratării, se generează o mulțime de deșeuri lichide și solide concentrate, care trebuie și ele depozitate.

Înlocuirea tehnologiilor vechi cu tehnologii noi cu deșeuri reduse. Datorită procesării mai profunde, este posibil să se reducă cantitatea de emisii nocive de zeci de ori. Deșeurile dintr-o industrie devin materie primă pentru alta.

Denumirile figurative pentru aceste trei moduri de a reduce poluarea mediului au fost date de ecologiștii germani: „lungiți țeava” (diluare prin dispersie), „obturați țeava” (curățare) și „legați țeava într-un nod” (tehnologii cu deșeuri reduse) . Germanii au restaurat ecosistemul Rinului, care timp de mulți ani a fost un canal în care au fost aruncate deșeurile giganților industriali. Acest lucru s-a făcut abia în anii 80, când, în cele din urmă, „țeava era legată în nod”.

Nivelul de poluare a mediului în Rusia este încă foarte ridicat, iar în aproape 100 de orașe ale țării s-a dezvoltat o situație ecologic nefavorabilă periculoasă pentru sănătatea populației.

O anumită îmbunătățire a situației de mediu din Rusia a fost obținută datorită îmbunătățirii funcționării instalațiilor de tratare și a unei scăderi a producției.

O reducere suplimentară a emisiilor de substanțe toxice în mediu poate fi obținută dacă sunt introduse tehnologii mai puțin periculoase și cu deșeuri reduse. Cu toate acestea, pentru a „lega țeava într-un nod”, este necesară modernizarea echipamentelor la întreprinderi, care necesită investiții foarte mari și, prin urmare, se va realiza treptat.

Orașele și instalațiile industriale (zăcăminte de petrol, cariere pentru dezvoltarea cărbunelui și minereului, uzine chimice și metalurgice) funcționează cu energia care provine din alte ecosisteme industriale (complex energetic), iar produsele lor nu sunt biomasa vegetală și animală, ci oțelul, fontă și aluminiu, diverse mașini și dispozitive, materiale de construcție, materiale plastice și multe altele care nu se găsesc în natură.

Problemele ecologiei urbane sunt, în primul rând, problemele reducerii emisiilor de diverși poluanți în mediu și protejării apei, atmosferei și solului din orașe. Acestea sunt rezolvate prin crearea de noi tehnologii și procese de producție cu deșeuri reduse și instalații eficiente de tratare.

Plantele joacă un rol important în atenuarea impactului factorilor de mediu urban asupra oamenilor. Spațiile verzi îmbunătățesc microclimatul, captează praful și gazele și au un efect benefic asupra stării psihice a cetățenilor.

Literatură:

Mirkin B.M., Naumova L.G. Ecologia Rusiei. Un manual din setul federal pentru clasele 9-11 ale unei școli complete. Ed. al 2-lea, revizuit.

Si in plus. - M.: AO MDS, 1996. - 272 cu ill.

Instituție de învățământ de stat

Studii profesionale superioare.

„UNIVERSITATEA DE STAT SAINT PETERSBURG

SERVICII ȘI ECONOMIE»

Disciplina: Ecologie

Institutul (Facultatea): (IREU) „Institutul de Economie și Management Regional”

Specialitatea: 080507 „Managementul organizațiilor”

Pe tema: Factorii de mediu și clasificarea lor.

Efectuat:

Valkova Violetta Sergeevna

student anul 1

Forma corespondenta de educatie

supraveghetor:

Ovchinnikova Raisa Andreevna

2008 - 2009

INTRODUCERE ………………………………………………………………………………………………..3

FACTORI DE MEDIU. CONDIȚII DE MEDIU ……………………………………...3

abiotic

Biotic

Antropic

RELAȚII BIOTICE ALE ORGANISMELOR ……………… ……………….6

MODELE GENERALE ALE INFLUENȚEI FACTORILOR DE MEDIU ASUPRA ORGANISMELOR …………………………………………………………………………………………………….7

CONCLUZIE ………………………………………………………………………………………………9

LISTA LITERATURII UTILIZATE ………… ………………………………………..10

INTRODUCERE

Să ne imaginăm orice fel de plantă sau animal și în el unul individual izolându-l mental de restul lumii sălbatice. Acest individ, sub influenta factori de mediu vor fi influențați de acestea. Principalii dintre ei vor fi factorii determinați de climă. Toată lumea știe bine, de exemplu, că reprezentanții uneia sau alteia specii de plante și animale nu se găsesc peste tot. Unele plante trăiesc doar de-a lungul malurilor corpurilor de apă, altele - sub baldachinul pădurii. În Arctica, nu poți întâlni un leu, în deșertul Gobi - un urs polar. Suntem conștienți că factorii climatici (temperatură, umiditate, iluminare etc.) sunt de cea mai mare importanță în distribuția speciilor. Pentru animalele terestre, în special locuitorii solului și plantele, proprietățile fizice și chimice ale solului joacă un rol important. Pentru organismele acvatice, proprietățile apei ca singur habitat sunt de o importanță deosebită. Studiul acțiunii diferiților factori naturali asupra organismelor individuale este prima și cea mai simplă subdiviziune a ecologiei.

FACTORI DE MEDIU. CONDITII DE MEDIU

varietate de factori de mediu. Factorii ecologici sunt orice factori externi care au un impact direct sau indirect asupra numărului (abundenței) și distribuției geografice a animalelor și plantelor.

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 împărțiți în trei grupuri mari - abiotic, biotic și antropic.

Factori abiotici - aceștia sunt factori de natură neînsuflețită, în primul rând climatici (lumina solară, temperatură, umiditatea aerului) și locali (relief, proprietăți ale solului, salinitate, curenți, vânt, radiații etc.). Acești factori pot afecta organismul Drept(direct) ca lumină și căldură, sau indirect, precum terenul, care determină acțiunea factorilor direcți (iluminare, umiditate, vânt etc.).

Factori antropogeni - Acestea sunt acele forme de activitate umană care, influențând mediul înconjurător, modifică condițiile 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. Cantitatea de lumină care pătrunde prin coloana de apă limitează viața plantelor verzi din corpurile de apă. Abundența oxigenului limitează numărul de animale care respiră aer. Temperatura determină activitatea și controlează reproducerea multor organisme.

Cei mai importanți factori care determină condițiile de existență a organismelor în aproape toate mediile de viață includ temperatura, umiditatea și lumina. Să luăm în considerare efectul acestor factori mai detaliat.

Temperatura. Orice organism este capabil să trăiască numai într-un anumit interval de temperatură: indivizii speciei mor la temperaturi prea ridicate sau prea scăzute. Undeva în acest interval, condițiile de temperatură sunt cele mai favorabile pentru existența unui anumit organism, funcțiile sale vitale sunt îndeplinite cel mai activ. Pe măsură ce temperatura se apropie de limitele intervalului, viteza proceselor de viață încetinește și, în cele din urmă, se opresc cu totul - organismul moare.

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. Aceasta include multe plante tropicale, cum ar fi orhideele. În zona temperată, pot crește doar în sere și necesită îngrijire atentă. Unii corali care formează recif pot trăi doar în mări unde temperatura apei este de cel puțin 21°C. Cu toate acestea, coralii mor și când apa este prea fierbinte.

În mediul terestru-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. Și invers, în regiunile temperate, temperatura variază semnificativ în diferite anotimpuri. 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 apară o pauză în viața multor organisme: hibernare la mamifere, vărsarea frunzelor la plante etc. Unele animale fac migrații lungi în locuri cu o climă mai potrivită.

Umiditate.În cea mai mare parte a istoriei sale, fauna sălbatică a fost reprezentată de forme excepționale de organisme acvatice. După ce au cucerit pământul, ei nu și-au pierdut totuși dependența de apă. 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.

În fizică, umiditatea este măsurată prin cantitatea de vapori de apă din aer. Cu toate acestea, cel mai simplu și mai convenabil indicator care caracterizează umiditatea unei anumite zone este cantitatea de precipitații care cade 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 obțin apă într-un mod și mai complex - în procesul de oxidare a grăsimilor. Exemple sunt cămila și anumite tipuri de insecte, cum ar fi orezul și gărgărița de hambar, moliile de îmbrăcăminte care se hrănesc cu grăsime. Animalele, ca și plantele, au multe adaptări pentru a conserva apa.

Ușoară. Pentru animale, lumina, ca factor ecologic, este incomparabil mai puțin importantă decât temperatura și umiditatea. Dar lumina este absolut necesară pentru natura vie, deoarece este practic singura sursă de energie pentru ea.

De multă vreme s-au distins plante iubitoare de lumină, care se pot dezvolta numai sub razele soarelui, și plante tolerante la umbră, care pot crește bine sub coronamentul pădurii. Cea mai mare parte a tufăturii din pădurea de fag, care este deosebit de umbroasă, este formată din plante tolerante la umbră. 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. Toată lumea știe cum insectele nocturne se adună la lumină sau cum se împrăștie gândacii în căutarea unui adăpost, dacă doar o lumină este aprinsă într-o cameră întunecată.

Cu toate acestea, lumina are cea mai mare semnificație ecologică în schimbarea zilei și a nopții. Multe animale sunt exclusiv diurne (majoritatea passerinelor), altele sunt 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.

În comparație cu temperatura sau umiditatea, lumina nu are aproape niciun efect direct asupra animalelor. Acesta servește doar ca semnal pentru restructurarea proceselor care au loc în organism, ceea ce le permite să răspundă în cel mai bun mod posibil la schimbările în curs ale condițiilor externe.

Factorii enumerați mai sus nu epuizează setul de condiții ecologice care determină viața și distribuția organismelor. Asa numitul factorii climatici secundari de exemplu, vânt, presiune barometrică, altitudine. 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. contaminanți. Factorii antropogeni sunt foarte diverși în compoziția lor. Omul influențează natura vie prin construirea de drumuri, construirea de orașe, agricultura, blocarea râurilor etc. Activitatea umană modernă se manifestă din ce în ce mai mult prin poluarea mediului cu produse secundare, adesea produse otrăvitoare. Dioxid de sulf emis din conductele fabricilor și centralelor termice, compuși metalici (cupru, zinc, plumb) evacuați în apropierea minelor sau formați în gazele de eșapament ale vehiculelor, reziduuri de petrol deversate în corpurile de apă în timpul spălării petrolierelor - acestea sunt doar câteva dintre poluanţii care limitează răspândirea organismelor (în special plantele).

În zonele industriale, conceptele de poluanți ating uneori pragul, adică. letale pentru multe organisme, valori. 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 chiar și 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, moștenind imunitatea la acest tip de poluare. Din acest motiv, poluarea ne face posibil, parcă, să observăm evoluția în acțiune. Desigur, nu orice populație este înzestrată cu capacitatea de a rezista la poluare, chiar dacă în fața unor indivizi singuri.

Astfel, efectul oricărui poluant este dublu. Daca aceasta substanta a aparut recent sau este continuta in concentratii foarte mari, atunci fiecare specie gasita anterior intr-un sit contaminat este de obicei reprezentata de doar cateva exemplare – tocmai cele care, datorita variabilitatii naturale, au avut stabilitate initiala sau debitele lor cele mai apropiate.

Ulterior, zona contaminată se dovedește a fi populată mult mai dens, dar de regulă, de un număr mult mai mic de specii decât dacă nu ar exista poluare. Astfel de comunități nou apărute cu o compoziție de specii epuizate au devenit deja o parte integrantă a mediului uman.

RELAȚII BIOTICE ALE ORGANISMELOR

Două tipuri de organisme care trăiesc pe același teritoriu și sunt în contact unele cu altele intră în relații diferite între ele. Poziția speciei în diferite forme de relații este indicată prin semne convenționale. Semnul minus (-) indică un efect advers (indivizii din specie suferă opresiune sau vătămare). Semnul plus (+) denotă un efect benefic (indivizii din specie beneficiază). Semnul zero (0) indică faptul că relația este indiferentă (fără influență).

Astfel, toate relațiile biotice pot fi împărțite în 6 grupe: niciuna dintre populații nu o afectează pe cealaltă (00); conexiuni utile reciproc avantajoase (+ +); relații dăunătoare ambelor specii (––); una dintre specii beneficiază, cealaltă experimentează opresiune (+ -); o specie beneficiază, cealaltă nu suferă rău (+ 0); o specie este asuprită, cealaltă nu beneficiază (-0).

Pentru una dintre speciile care cohabita, influența celeilalte este negativă (experimentează opresiune), în timp ce opresorul nu primește nici rău, nici beneficiu - acest lucru amensalism(-0). Un exemplu de amensalism este ierburile iubitoare de lumină care cresc sub un molid, care suferă de umbrire puternică, în timp ce aceasta este indiferentă față de copacul însuși.

Se numește o formă de relație în care o specie câștigă un anumit avantaj fără a dăuna sau a aduce beneficii celeilalte comensalism(+0). De exemplu, mamiferele mari (câini, căprioare) servesc ca purtători de fructe și semințe cu cârlige (cum ar fi brusturele), fără să primească vreun rău sau să beneficieze de acest lucru.

Comensalismul este folosirea unilaterală a unei specii de către alta fără a-i afecta. Manifestările comensalismului sunt diverse, prin urmare, în acesta se disting o serie de variante.

„Freeloading” este consumul resturilor de mâncare ale gazdei.

„Însoțirea” este consumul de diferite substanțe sau părți ale aceluiași aliment.

„Locuință” - utilizarea de către o specie a altora (corpurile lor, locuințele lor (ca adăpost sau locuință.

În natură, se găsesc adesea relații reciproc avantajoase între specii, unele organisme primind beneficii reciproce din aceste relații. Acest grup de conexiuni biologice reciproc avantajoase include diverse simbiotice relaţiile dintre organisme. Un exemplu de simbioză sunt lichenii, care sunt o coabitare strânsă reciproc avantajoasă a ciupercilor și algelor. Un exemplu binecunoscut de simbioză este conviețuirea plantelor verzi (în primul rând copacilor) și a ciupercilor.

Unul dintre tipurile de relații reciproc avantajoase este proto-operație(colaborare primară) (+ +). În același timp, existența comună, deși nu este obligatorie, este benefică pentru ambele specii, dar nu este o condiție indispensabilă pentru supraviețuire. Un exemplu de protocooperare este răspândirea semințelor unor plante forestiere de către furnici, polenizarea de către albine a diferitelor plante de luncă.

Dacă două sau mai multe specii au cerințe ecologice similare și trăiesc împreună, între ele se poate dezvolta o relație de tip negativ, care se numește concurență(rivalitate, competiție) (- -). De exemplu, toate plantele concurează pentru lumină, umiditate, substanțe nutritive ale solului și, prin urmare, pentru extinderea teritoriului lor. Animalele concurează pentru resurse alimentare, adăpost și, de asemenea, pentru teritoriu.

Predare(+ -) - acest tip de interacțiune între organisme, în care reprezentanții unei specii ucid și mănâncă reprezentanții alteia.

Acestea sunt principalele tipuri de interacțiuni biotice din natură. Trebuie amintit că tipul de relație a unei anumite perechi de specii poate varia în funcție de condițiile externe sau de stadiul de viață al organismelor care interacționează. În plus, în natură, nu câteva specii, ci un număr mult mai mare dintre ele, sunt implicate simultan în relații biotice.

REGULARITĂȚI GENERALE ALE INFLUENȚEI FACTORILOR DE MEDIU ASUPRA ORGANISMELOR

Exemplul temperaturii arată că acest factor este tolerat de organism doar în anumite limite. Organismul moare dacă 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.

Acest model poate fi transferat la orice alt factor care determină viteza anumitor procese de viață (umiditate, puterea vântului, viteza curentului etc.).

Dacă trasăm pe grafic o curbă care caracterizează intensitatea 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.

Aceste curbe se numesc curbe toleranţă(din greaca. toleranţă- răbdare, perseverență). Poziția vârfului curbei indică astfel de condiții care sunt optime pentru un anumit proces.

Unii indivizi și specii se caracterizează prin curbe cu vârfuri foarte ascuțite. Aceasta înseamnă că intervalul de condiții în care activitatea organismului atinge maximul este foarte îngust. Curbele plate corespund unui interval larg de toleranță.

Organismele cu limite largi de rezistență, desigur, au șansa unei distribuții mai largi. Cu toate acestea, limite largi de anduranță pentru un 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 acestuia se poate modifica (în mod corespunzător, se va schimba și poziția curbei), dacă individul se încadrează în alte condiții externe. Odată ajuns în astfel de condiții, organismul după un timp, parcă, se obișnuiește, se adaptează la ele. Consecința acestui lucru este o modificare a optimului fiziologic sau deplasări în cupola curbei de toleranță. Un astfel de fenomen se numește adaptare, sau aclimatizare.

La speciile cu o distribuție geografică largă, locuitorii zonelor geografice sau climatice se dovedesc adesea a fi cel mai bine adaptați exact acele condiții care sunt caracteristice unei anumite zone. Acest lucru se datorează capacității unor organisme de a forma forme locale (locale) sau ecotipuri, caracterizate prin diferite limite de rezistență la temperatură, lumină sau alți factori.

Luați în considerare, ca exemplu, ecotipurile uneia dintre speciile de meduze. Meduzele se deplasează prin apă cu contracții musculare ritmice care împing apa din cavitatea centrală a corpului, similar mișcării unei rachete. Frecvența optimă a unei astfel de pulsații este de 15-20 de contracții pe minut. Indivizii care trăiesc în mările latitudinilor nordice se deplasează cu aceeași viteză ca și meduzele din aceeași specie în mările latitudinilor sudice, deși temperatura apei din nord poate fi cu 20 ° C mai mică. În consecință, ambele forme de organisme ale aceleiași specii au fost capabile să se adapteze 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, factorul decisiv va aparține unui astfel de factor, care este disponibil în minimum, din punct de vedere al nevoilor organismului, cantității. Această regulă a fost formulată de fondatorul științei îngrășămintelor minerale Justus Liebig(1803-1873) și a fost numit Legea minimului. J. 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: supraviețuirea cu succes a organismelor vii depinde de un set de condiții; un factor limitator sau limitator este orice stare a mediului care se apropie sau depășește limita de rezistență pentru organismele unei anumite specii.

Prevederea privind factorii limitativi facilitează foarte mult studiul situațiilor complexe. 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.

CONCLUZIE

Ecologia este o știință vitală pentru om, studiind mediul său natural imediat. Omul, observând natura și armonia ei inerentă, a căutat involuntar să aducă această armonie în viața sa. Această dorință a devenit deosebit de acută abia relativ recent, după ce consecințele activității economice nerezonabile, care au dus la distrugerea mediului natural, au devenit foarte vizibile. Și acest lucru a avut în cele din urmă un efect negativ asupra persoanei în sine.

Trebuie amintit că ecologia este o disciplină științifică fundamentală, ale cărei idei sunt foarte importante. Și dacă recunoaștem importanța acestei științe, trebuie să învățăm cum să-i folosim corect legile, conceptele, termenii. La urma urmei, îi ajută pe oameni să-și determine locul în mediul lor, să folosească corect și rațional resursele naturale. S-a dovedit că utilizarea resurselor naturale de către o persoană cu ignoranță completă a legilor naturii duce adesea la consecințe grave, ireparabile.

Elementele de bază ale ecologiei ca știință despre casa noastră comună - Pământul, ar trebui să fie cunoscute de fiecare persoană de pe planetă. Cunoașterea elementelor de bază ale ecologiei vă va ajuta să vă construiți viața în mod rezonabil atât pentru societate, cât și pentru individ; ei îi vor ajuta pe toți să se simtă parte din marea Natură, să obțină armonie și confort acolo unde înainte a existat o luptă nerezonabilă cu forțele naturale.

LISTA LITERATURII UTILIZATE factori de mediu (biotici factori; Biotic ecologice factori; Factori biotici; ... .5 Întrebarea nr. 67 Resurse naturale, lor clasificare. Ciclul resurselor RESURSE NATURALE (naturale...

Aceștia sunt orice factori de mediu la care organismul reacționează cu reacții adaptative.

Mediul este unul dintre conceptele ecologice de bază, ceea ce înseamnă un complex de condiții de mediu care afectează viața organismelor. În sens larg, mediul este înțeles ca totalitatea corpurilor materiale, fenomenelor și energiei care afectează corpul. Este posibilă și o înțelegere mai concretă, spațială, a mediului ca mediu imediat al organismului - habitatul acestuia. Habitatul este tot ceea ce trăiește un organism, este o parte a naturii care înconjoară organismele vii și are un efect direct sau indirect asupra lor. Acestea. elemente ale mediului, care nu sunt indiferente unui organism sau specie dat și într-un fel sau altul îl influențează, sunt factori în relație cu acesta.

Componentele mediului sunt diverse și schimbătoare, prin urmare organismele vii se adaptează și își reglează constant activitatea vitală în conformitate cu variațiile continue ale parametrilor mediului extern. Astfel de adaptări ale organismelor se numesc adaptări și le permit să supraviețuiască și să se reproducă.

Toți factorii de mediu sunt împărțiți în

• Factori abiotici - factori de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismul - lumina, temperatura, umiditatea, compoziția chimică a aerului, a apei și a solului etc. (adică, proprietățile mediului, a căror apariție și impact nu depind direct de activitatea organismelor vii) .
• Factori biotici - toate formele de influență asupra organismului de la ființele vii din jur (microorganisme, influența animalelor asupra plantelor și invers).
• Factorii antropogeni sunt diverse forme de activitate ale societății umane care duc la o schimbare a naturii ca habitat pentru alte specii sau le afectează direct viața.

Factorii de mediu afectează organismele vii

• ca iritanți care provoacă modificări adaptive ale funcțiilor fiziologice și biochimice;
• ca limitatori, făcând imposibilă existența în aceste condiții;
• ca modificatori care provoacă modificări structurale și funcționale în organisme și ca semnale care indică modificări ale altor factori de mediu.

În acest caz, este posibil să se stabilească natura generală a impactului factorilor de mediu asupra unui organism viu.

Orice organism are un set specific de adaptări la factorii de mediu și există cu succes doar în anumite limite ale variabilității lor. Nivelul cel mai favorabil al factorului pentru activitatea de viață se numește optim.

Cu valori mici sau cu influență excesivă a factorului, activitatea vitală a organismelor scade brusc (este inhibată vizibil). Gama de acțiune a factorului ecologic (zona de toleranță) este limitată de punctele minime și maxime corespunzătoare valorilor extreme ale acestui factor, la care existența organismului este posibilă.

Nivelul superior al factorului, dincolo de care activitatea vitală a organismelor devine imposibilă, se numește maxim, iar nivelul inferior se numește minim (Fig.). Desigur, fiecare organism are propriile maxime, optime și minime ale factorilor de mediu. De exemplu, o muscă de casă poate rezista la fluctuațiile de temperatură de la 7 la 50 ° C, iar un vierme rotuș uman trăiește numai la temperatura corpului uman.

Punctele de optim, minim și maxim sunt trei puncte cardinale care determină posibilitățile de reacție a organismului la acest factor. Punctele extreme ale curbei, care exprimă starea de opresiune cu lipsa sau excesul unui factor, se numesc zone pessimum; ele corespund valorilor pesimile ale factorului. În apropierea punctelor critice sunt valorile subletale ale factorului, iar în afara zonei de toleranță sunt zonele letale ale factorului.

Condițiile de mediu în care orice factor sau combinația lor depășește zona de confort și are un efect deprimant sunt adesea numite extreme, limită (extrem, dificil) în ecologie. Ele caracterizează nu numai situații ecologice (temperatură, salinitate), ci și astfel de habitate în care condițiile sunt apropiate de limitele posibilității de existență pentru plante și animale.

Orice organism viu este afectat simultan de un complex de factori, dar doar unul dintre ei este limitativ. Factorul care stabilește cadrul pentru existența unui organism, a unei specii sau a unei comunități se numește limitator (limitator). De exemplu, distribuția multor animale și plante la nord este limitată de lipsa căldurii, în timp ce în sud, factorul limitativ pentru aceeași specie poate fi lipsa umidității sau hrana necesară. Cu toate acestea, limitele rezistenței organismului în raport cu factorul limitator depind de nivelul altor factori.

Unele organisme necesită condiții în limite înguste pentru viață, adică intervalul optim nu este constant pentru specie. Efectul optim al factorului este, de asemenea, diferit la diferite specii. Intervalul curbei, adică distanța dintre punctele de prag, arată zona de acțiune a factorului de mediu asupra organismului (Fig. 104). În condiții apropiate de acțiunea de prag a factorului, organismele se simt oprimate; pot exista dar nu ating deplina dezvoltare. De obicei, plantele nu dau fructe. La animale, dimpotrivă, pubertatea se accelerează.

Mărimea intervalului factorului, și în special a zonei optime, face posibilă aprecierea rezistenței organismelor în raport cu un anumit element al mediului și indică amplitudinea lor ecologică. În acest sens, organismele care pot trăi într-o varietate de condiții de mediu sunt numite svrybiont (din grecescul „evros” - larg). De exemplu, un urs brun trăiește în climate reci și calde, în zone uscate și umede și mănâncă o varietate de alimente vegetale și animale.

În legătură cu factorii de mediu privați, se folosește un termen care începe cu același prefix. De exemplu, animalele care pot exista într-o gamă largă de temperaturi sunt numite euriterme, iar organismele care pot trăi doar în intervale înguste de temperatură sunt numite stenoterme. După același principiu, un organism poate fi eurihidrură sau stenohidrură, în funcție de răspunsul său la fluctuațiile de umiditate; eurihalină sau stenohalină – în funcție de capacitatea de a tolera diferite valori de salinitate etc.

Există, de asemenea, concepte de valență ecologică, care este capacitatea unui organism de a locui într-o varietate de medii, și amplitudine ecologică, care reflectă lățimea intervalului de factori sau lățimea zonei optime.

Regularitățile cantitative ale reacției organismelor la acțiunea factorului de mediu diferă în funcție de condițiile habitatului lor. Stenobiontness sau euribiontness nu caracterizează specificul unei specii în raport cu vreun factor ecologic. De exemplu, unele animale sunt limitate la un interval îngust de temperatură (adică, stenoterme) și pot exista simultan într-o gamă largă de salinitate a mediului (eurihalină).

Factorii de mediu afectează un organism viu simultan și în comun, iar acțiunea unuia dintre ei depinde într-o anumită măsură de expresia cantitativă a altor factori - lumină, umiditate, temperatură, organismele din jur etc. Acest model se numește interacțiunea factorilor. Uneori, lipsa unui factor este parțial compensată de întărirea activității altuia; are loc o substituire parţială a acţiunii factorilor de mediu. În același timp, niciunul dintre factorii necesari organismului nu poate fi înlocuit complet de altul. Plantele fototrofe nu pot crește fără lumină în cele mai optime condiții de temperatură sau nutriție. Prin urmare, dacă valoarea a cel puțin unuia dintre factorii necesari depășește intervalul de toleranță (sub minim sau peste maxim), atunci existența organismului devine imposibilă.

Factorii de mediu care au o valoare pesimală în anumite condiții, adică cei care sunt cel mai îndepărtați de optim, fac deosebit de dificilă existența unei specii în aceste condiții, în ciuda combinației optime a altor condiții. Această dependență se numește legea factorilor limitatori. Astfel de factori care se abat de la optim capătă o importanță capitală în viața unei specii sau a indivizilor individuali, determinând raza lor geografică.

Identificarea factorilor limitanți este foarte importantă în practica agricolă pentru stabilirea valenței ecologice, mai ales în perioadele cele mai vulnerabile (critice) de ontogeneză animală și vegetală.

Factori de mediu este un ansamblu de condiții de mediu care afectează organismele vii. Distinge factori neînsuflețiți- abiotice (climatice, edafice, orografice, hidrografice, chimice, pirogenice), factorii faunei sălbatice— factori biotici (fitogeni și zoogeni) și antropici (impactul activității umane). Factorii limitatori includ orice factori care limitează creșterea și dezvoltarea organismelor. Adaptarea unui organism la mediul său se numește adaptare. Aspectul unui organism, care reflectă adaptabilitatea acestuia la condițiile de mediu, se numește formă de viață.

Conceptul de factori de mediu de mediu, clasificarea lor

Componentele separate ale mediului care afectează organismele vii, la care reacționează cu reacții adaptative (adaptări), se numesc factori de mediu sau factori ecologici. Cu alte cuvinte, se numește complexul de condiții de mediu care afectează viața organismelor factori ecologici ai mediului.

Toți factorii de mediu sunt împărțiți în grupuri:

1. includ componente și fenomene de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii. Printre mulți factori abiotici, rolul principal este jucat de:

• climatice(radiația solară, regim de lumină și lumină, temperatură, umiditate, precipitații, vânt, presiune atmosferică etc.);
• edafic(structura mecanică și compoziția chimică a solului, capacitatea de umiditate, apa, aerul și condițiile termice ale solului, aciditatea, umiditatea, compoziția gazelor, nivelul apei subterane etc.);
• orografice(relief, expunerea versantului, abruptul pantei, diferența de cotă, înălțimea deasupra nivelului mării);
• hidrografic(transparența apei, fluiditatea, debitul, temperatura, aciditatea, compoziția gazelor, conținutul de substanțe minerale și organice etc.);
• chimic(compoziția gazelor atmosferice, compoziția sării apei);
• pirogen(efectul focului).

2. - un ansamblu de relaţii între organismele vii, precum şi influenţele reciproce ale acestora asupra mediului. Acțiunea factorilor biotici poate fi nu numai directă, ci și indirectă, exprimată în ajustarea factorilor abiotici (de exemplu, modificări ale compoziției solului, microclimatul sub coronamentul pădurii etc.). Factorii biotici includ:

• fitogenic(influența plantelor între ele și asupra mediului);
• zoogenic(influența animalelor unele asupra altora și asupra mediului).

3. reflectă impactul intens al unei persoane (direct) sau al activității umane (indirect) asupra mediului și asupra organismelor vii. Acești factori includ toate formele de activitate umană și societatea umană care duc la o schimbare a naturii ca habitat și a altor specii și le afectează direct viața. Fiecare organism viu este influențat de natura neînsuflețită, de organisme ale altor specii, inclusiv de oameni, și, la rândul său, afectează fiecare dintre aceste componente.

Influența factorilor antropici în natură poate fi atât conștientă, cât și accidentală, sau inconștientă. Omul, arătând pământuri virgine și de pânză, creează terenuri agricole, reproduce forme foarte productive și rezistente la boli, așează unele specii și distruge altele. Aceste impacturi (conștiente) sunt adesea negative în natură, de exemplu, relocarea eruptivă a multor animale, plante, microorganisme, distrugerea prădătoare a unui număr de specii, poluarea mediului etc.

Factorii biotici ai mediului se manifestă prin relația dintre organismele care fac parte din aceeași comunitate. În natură, multe specii sunt strâns legate între ele, relațiile lor între ele ca componente ale mediului pot fi extrem de complexe. În ceea ce privește legăturile dintre comunitate și mediul anorganic înconjurător, acestea sunt întotdeauna bilaterale, reciproce. Astfel, natura pădurii depinde de tipul corespunzător de sol, dar solul în sine se formează în mare măsură sub influența pădurii. În mod similar, temperatura, umiditatea și lumina din pădure sunt determinate de vegetație, dar condițiile climatice formate afectează, la rândul lor, comunitatea de organisme care trăiesc în pădure.

Impactul factorilor de mediu asupra organismului

Impactul mediului este perceput de organisme prin intermediul unor factori de mediu numiti ecologice. Trebuie remarcat faptul că factorul de mediu este doar un element schimbător al mediului, provocând în organisme, atunci când se schimbă din nou, răspuns reacții ecologice și fiziologice adaptative, care sunt fixate ereditar în procesul de evoluție. Ele sunt împărțite în abiotice, biotice și antropice (Fig. 1).

Ele denumesc întregul set de factori ai mediului anorganic care afectează viața și distribuția animalelor și plantelor. Printre acestea se disting: fizice, chimice și edafice.

Factori fizici - cele a căror sursă este o stare fizică sau un fenomen (mecanic, ondulatoriu etc.). De exemplu, temperatura.

Factori chimici- cele care provin din compoziţia chimică a mediului. De exemplu, salinitatea apei, conținutul de oxigen etc.

Factori edafici (sau solului). sunt o combinație de proprietăți chimice, fizice și mecanice ale solurilor și rocilor care afectează atât organismele pentru care sunt habitatul, cât și sistemul radicular al plantelor. De exemplu, influența nutrienților, umiditatea, structura solului, conținutul de humus etc. asupra cresterii si dezvoltarii plantelor.

Orez. 1. Schema impactului habitatului (mediului) asupra organismului

- factori ai activității umane care afectează mediul natural (și hidrosferele, eroziunea solului, defrișările etc.).

Factori de mediu limitatori (limitatori). numiti astfel de factori care limiteaza dezvoltarea organismelor din cauza lipsei sau excesului de nutrienti fata de necesar (continut optim).

Deci, atunci când se cultivă plante la temperaturi diferite, punctul în care se observă creșterea maximă va fi optim. Se numește întreaga gamă de temperaturi, de la minim la maxim, la care creșterea este încă posibilă interval de stabilitate (rezistență), sau toleranţă. Punctele sale limitative, de ex. temperaturile maxime si minime locuibile, - limite de stabilitate. Între zona optimă și limitele de stabilitate, pe măsură ce se apropie de aceasta din urmă, planta se confruntă cu un stres crescând, i.e. vorbim despre zonele de stres sau zonele de opresiune,în intervalul de stabilitate (Fig. 2). Pe măsură ce distanța de la optim scade și urcă pe scară, nu numai că stresul crește, dar atunci când sunt atinse limitele rezistenței organismului, are loc moartea acestuia.

Orez. 2. Dependenţa acţiunii factorului de mediu de intensitatea acestuia

Astfel, pentru fiecare specie de plante sau animale, există zone optime, de stres și limite de stabilitate (sau rezistență) în raport cu fiecare factor de mediu. Când valoarea factorului este aproape de limitele rezistenței, organismul poate exista de obicei doar pentru o perioadă scurtă de timp. Într-o gamă mai restrânsă de condiții, existența și creșterea pe termen lung a indivizilor este posibilă. Într-un interval și mai restrâns, are loc reproducerea, iar specia poate exista la infinit. De obicei, undeva în partea de mijloc a intervalului de stabilitate, există condiții care sunt cele mai favorabile pentru viață, creștere și reproducere. Aceste condiții sunt numite optime, în care indivizii unei anumite specii sunt cei mai adaptați, adică. lăsând cel mai mare număr de urmaşi. În practică, este dificil să se identifice astfel de condiții, astfel încât optimul este de obicei determinat de indicatori individuali ai activității vitale (rata de creștere, rata de supraviețuire etc.).

Adaptare este adaptarea organismului la condițiile mediului.

Capacitatea de adaptare este una dintre proprietățile de bază ale vieții în general, oferind posibilitatea existenței acesteia, capacitatea organismelor de a supraviețui și de a se reproduce. Adaptările se manifestă la diferite niveluri - de la biochimia celulelor și comportamentul organismelor individuale până la structura și funcționarea comunităților și a sistemelor ecologice. Toate adaptările organismelor la existența în diferite condiții s-au dezvoltat istoric. Ca urmare, s-au format grupări de plante și animale specifice fiecărei zone geografice.

Adaptările pot fi morfologic, când structura unui organism se modifică până la formarea unei noi specii și fiziologic, când apar modificări în funcționarea organismului. Adaptările morfologice sunt strâns legate de colorarea adaptativă a animalelor, de capacitatea de a o modifica în funcție de iluminare (lipă, cameleon etc.).

Exemple larg cunoscute de adaptare fiziologică sunt hibernarea animalelor, zborurile sezoniere ale păsărilor.

Foarte importante pentru organisme sunt adaptări comportamentale. De exemplu, comportamentul instinctiv determină acțiunea insectelor și a vertebratelor inferioare: pești, amfibieni, reptile, păsări etc. Un astfel de comportament este programat genetic și moștenit (comportament înnăscut). Aceasta include: metoda de construire a unui cuib la păsări, împerechere, creșterea descendenților etc.

Există și o comandă dobândită primită de individ în cursul vieții sale. Educaţie(sau învăţare) - principalul mod de transmitere a comportamentului dobândit de la o generaţie la alta.

Capacitatea unui individ de a-și controla abilitățile cognitive pentru a supraviețui schimbărilor neașteptate de mediu este intelect. Rolul învățării și inteligenței în comportament crește odată cu îmbunătățirea sistemului nervos - o creștere a cortexului cerebral. Pentru om, acesta este mecanismul determinant al evoluției. Capacitatea speciilor de a se adapta la o anumită gamă de factori de mediu este indicată de concept misticismul ecologic al speciei.

Efectul combinat al factorilor de mediu asupra organismului

Factorii de mediu acționează de obicei nu unul câte unul, ci într-un mod complex. Efectul oricărui factor depinde de puterea influenței altora. Combinația diferiților factori are un impact semnificativ asupra condițiilor optime de viață a organismului (vezi Fig. 2). Acțiunea unui factor nu înlocuiește acțiunea altuia. Cu toate acestea, sub influența complexă a mediului, se poate observa adesea „efectul de substituție”, care se manifestă prin similitudinea rezultatelor influenței diferiților factori. Astfel, lumina nu poate fi înlocuită cu un exces de căldură sau cu o abundență de dioxid de carbon, dar acționând asupra schimbărilor de temperatură, este posibilă oprirea, de exemplu, a fotosintezei plantelor.

În influența complexă a mediului, impactul diferiților factori asupra organismelor este inegal. Ele pot fi împărțite în principale, însoțitoare și secundare. Factorii conducători sunt diferiți pentru diferite organisme, chiar dacă trăiesc în același loc. Rolul factorului conducător în diferite etape ale vieții organismului poate fi unul sau alte elemente ale mediului. De exemplu, în viața multor plante cultivate, cum ar fi cerealele, temperatura este factorul principal în timpul germinării, umiditatea solului în timpul înfloririi și a înfloririi și cantitatea de nutrienți și umiditatea aerului în timpul coacerii. Rolul factorului conducător se poate schimba în diferite perioade ale anului.

Factorul principal poate să nu fie același la aceeași specie care trăiește în condiții fizice și geografice diferite.

Conceptul de factori conducători nu trebuie confundat cu conceptul de. Un factor al cărui nivel în termeni calitativi sau cantitativi (lipsa sau excesul) se dovedește a fi apropiat de limitele de rezistență ale unui anumit organism, se numește limitare. Acţiunea factorului limitator se va manifesta şi în cazul în care alţi factori de mediu sunt favorabili sau chiar optimi. Atât factorii de mediu conducători, cât și cei secundari pot acționa ca limitatori.

Conceptul de factori limitatori a fost introdus în 1840 de către chimistul 10. Liebig. Studiind influența conținutului diferitelor elemente chimice din sol asupra creșterii plantelor, el a formulat principiul: „Substanța minimă controlează cultura și determină amploarea și stabilitatea acesteia din urmă în timp”. Acest principiu este cunoscut sub numele de Legea minimului a lui Liebig.

Factorul limitativ poate fi nu numai o lipsă, după cum a subliniat Liebig, ci și un exces de factori precum, de exemplu, căldura, lumina și apa. După cum sa menționat mai devreme, organismele se caracterizează prin minim și maxim ecologic. Intervalul dintre aceste două valori este de obicei numit limite de stabilitate sau toleranță.

În general, complexitatea influenței factorilor de mediu asupra organismului este reflectată în legea toleranței de către W. Shelford: absența sau imposibilitatea prosperității este determinată de lipsa sau, dimpotrivă, excesul oricăruia dintre o serie de factori. , al cărui nivel poate fi apropiat de limitele tolerate de organismul dat (1913). Aceste două limite se numesc limite de toleranță.

Au fost efectuate numeroase studii asupra „ecologiei toleranței”, datorită cărora au devenit cunoscute limitele existenței multor plante și animale. Un astfel de exemplu este efectul unui poluant al aerului asupra corpului uman (Fig. 3).

Orez. 3. Efectul poluantului aerului asupra organismului uman. Max - activitate vitală maximă; Dop - activitate vitală admisă; Opt - concentrație optimă (nu afectează activitatea vitală) a unei substanțe nocive; MPC - concentrația maximă admisă a unei substanțe care nu modifică semnificativ activitatea vitală; Ani - concentrare letală

Concentrația factorului de influență (substanță nocivă) din fig. 5.2 este marcat cu simbolul C. La valorile concentrației C = C ani, o persoană va muri, dar modificări ireversibile în corpul său vor avea loc la valori mult mai mici C = C pdc. Prin urmare, intervalul de toleranță este limitat tocmai de valoarea C pdc = C lim. Prin urmare, C plc trebuie determinat experimental pentru fiecare compus chimic poluant sau nociv și nu trebuie să-și depășească C plc într-un anumit habitat (mediu de viață).

În protecția mediului, este important limitele superioare ale rezistenței organismului la substanţe nocive.

Astfel, concentrația reală a poluantului C actual nu trebuie să depășească C MPC (C actual ≤ C MPC = C lim).

Valoarea conceptului de factori limitatori (Clim) constă în faptul că îi oferă ecologistului un punct de plecare în studiul situațiilor complexe. Dacă un organism se caracterizează printr-o gamă largă de toleranță la un factor care este relativ constant și este prezent în mediu în cantități moderate, atunci este puțin probabil ca acest factor să fie limitativ. Dimpotrivă, dacă se știe că unul sau altul organism are o gamă restrânsă de toleranță la un factor variabil, atunci acest factor merită un studiu atent, deoarece poate fi limitativ.

Mediul care înconjoară ființele vii este format din multe elemente. Ele afectează viața organismelor în moduri diferite. Aceștia din urmă reacționează diferit la diverși factori de mediu. Elementele separate ale mediului care interacționează cu organismele sunt numite factori de mediu. Condițiile de existență sunt un set de factori vitali de mediu, fără de care organismele vii nu pot exista. În ceea ce privește organismele, acestea acționează ca factori de mediu.

Clasificarea factorilor de mediu.

Toți factorii de mediu acceptați clasifica(distribuit) în următoarele grupuri principale: abiotic, bioticși antropică. în Abiotic (abiogen) Factorii sunt factori fizici și chimici de natură neînsuflețită. biotic, sau biogene, factorii sunt influența directă sau indirectă a organismelor vii atât unele asupra altora, cât și asupra mediului. Antropical (antropic) În ultimii ani, factorii au fost evidențiați ca un grup independent de factori dintre cei biotici, datorită importanței mari a acestora. Aceștia sunt factori de impact direct sau indirect al omului și al activității sale economice asupra organismelor vii și a mediului.

factori abiotici.

Factorii abiotici includ elemente de natură neînsuflețită care acționează asupra unui organism viu. Tipurile de factori abiotici sunt prezentate în tabel. 1.2.2.

Tabelul 1.2.2. Principalele tipuri de factori abiotici

factorii climatici.

Toți factorii abiotici se manifestă și operează în cele trei învelișuri geologice ale Pământului: atmosfera, hidrosferași litosferă. Factorii care se manifestă (acționează) în atmosferă și în timpul interacțiunii acesteia din urmă cu hidrosfera sau cu litosfera se numesc climatice. manifestarea lor depinde de proprietățile fizice și chimice ale învelișurilor geologice ale Pământului, de cantitatea și distribuția energiei solare care pătrunde și pătrunde în ele.

Radiatie solara.

Radiația solară este de cea mai mare importanță printre varietatea de factori de mediu. (radiatie solara). Acesta este un flux continuu de particule elementare (viteza 300-1500 km/s) și unde electromagnetice (viteza 300 mii km/s), care transportă o cantitate imensă de energie către Pământ. Radiația solară este principala sursă de viață pe planeta noastră. Sub fluxul continuu al radiației solare, viața și-a luat naștere pe Pământ, a trecut pe o lungă cale de evoluție și continuă să existe și să depind de energia solară. Principalele proprietăți ale energiei radiante a Soarelui ca factor de mediu sunt determinate de lungimea de undă. Undele care trec prin atmosferă și ajung pe Pământ sunt măsurate în intervalul de la 0,3 la 10 microni.

În funcție de natura impactului asupra organismelor vii, acest spectru de radiație solară este împărțit în trei părți: radiații ultraviolete, lumină vizibilăși Radiatii infrarosii.

razele ultraviolete cu unde scurte aproape complet absorbit de atmosferă, respectiv stratul său de ozon. O cantitate mică de raze ultraviolete pătrunde pe suprafața pământului. Lungimea undelor lor se află în intervalul 0,3-0,4 microni. Acestea reprezintă 7% din energia radiației solare. Razele unde scurte au un efect dăunător asupra organismelor vii. Ele pot provoca modificări ale materialului ereditar - mutații. Prin urmare, în procesul de evoluție, organismele care se află mult timp sub influența radiației solare au dezvoltat adaptări pentru a se proteja de razele ultraviolete. În multe dintre ele, în tegument este produsă o cantitate suplimentară de pigment negru, melanină, care protejează împotriva pătrunderii razelor nedorite. De aceea oamenii se bronzează stând mult timp în aer liber. În multe regiuni industriale există un așa-numit melanism industrial- întunecarea culorii animalelor. Dar acest lucru nu se întâmplă sub influența radiațiilor ultraviolete, ci din cauza poluării cu funingine, praf de mediu, ale căror elemente devin de obicei mai întunecate. Pe un fundal atât de întunecat supraviețuiesc forme mai întunecate de organisme (bine mascate).

lumina vizibila se manifestă în intervalul de lungimi de undă de la 0,4 la 0,7 microni. Reprezintă 48% din energia radiației solare.

Aceasta de asemenea, afectează negativ celulele vii și funcțiile lor în general: modifică vâscozitatea protoplasmei, mărimea sarcinii electrice a citoplasmei, perturbă permeabilitatea membranelor și modifică mișcarea citoplasmei. Lumina afectează starea coloizilor proteici și fluxul proceselor energetice în celule. Dar, în ciuda acestui fapt, lumina vizibilă a fost, este și va continua să fie una dintre cele mai importante surse de energie pentru toate ființele vii. Energia sa este folosită în acest proces fotosintezăși se acumulează sub formă de legături chimice în produsele fotosintezei și apoi este transmisă ca hrană tuturor celorlalte organisme vii. În general, putem spune că toate viețuitoarele din biosferă, și chiar și oamenii, depind de energia solară, de fotosinteză.

Lumina pentru animale este o condiție necesară pentru perceperea informațiilor despre mediu și elementele acestuia, viziune, orientare vizuală în spațiu. În funcție de condițiile de existență, animalele s-au adaptat la diferite grade de iluminare. Unele specii de animale sunt diurne, în timp ce altele sunt cele mai active în amurg sau noaptea. Majoritatea mamiferelor și păsărilor duc un stil de viață amurg, nu disting bine culorile și văd totul în alb și negru (câini, pisici, hamsteri, bufnițe, borcane etc.). Viața în amurg sau în lumină slabă duce adesea la hipertrofia ochilor. Ochi relativ uriași capabili să capteze o fracțiune nesemnificativă din lumina caracteristică animalelor nocturne sau celor care trăiesc în întuneric complet și sunt ghidate de organele de luminescență ale altor organisme (lemuri, maimuțe, bufnițe, pești de adâncime etc.). Dacă, în condiții de întuneric complet (în peșteri, sub pământ în vizuini), nu există alte surse de lumină, atunci animalele care trăiesc acolo, de regulă, își pierd organele vizuale (proteus european, șobolan aluniță etc.).

Temperatura.

Sursele creării factorului de temperatură pe Pământ sunt radiația solară și procesele geotermale. Deși nucleul planetei noastre se caracterizează printr-o temperatură extrem de ridicată, influența sa asupra suprafeței planetei este nesemnificativă, cu excepția zonelor de activitate vulcanică și a degajării apelor geotermale (gheizere, fumarole). În consecință, radiația solară, și anume razele infraroșii, poate fi considerată principala sursă de căldură din biosfere. Acele raze care ajung la suprafața Pământului sunt absorbite de litosferă și hidrosferă. Litosfera, ca corp solid, se încălzește mai repede și se răcește la fel de repede. Hidrosfera este mai capabilă de căldură decât litosfera: se încălzește lent și se răcește lent și, prin urmare, reține căldura pentru o lungă perioadă de timp. Straturile de suprafață ale troposferei sunt încălzite datorită radiației de căldură din hidrosferă și suprafața litosferei. Pământul absoarbe radiația solară și radiază energie înapoi în spațiul fără aer. Cu toate acestea, atmosfera Pământului contribuie la reținerea căldurii în straturile de suprafață ale troposferei. Datorită proprietăților sale, atmosfera transmite raze infraroșii cu unde scurte și întârzie razele infraroșii cu unde lungi emise de suprafața încălzită a Pământului. Acest fenomen atmosferic se numește efect de sera. Datorită lui, viața pe Pământ a devenit posibilă. Efectul de seră ajută la reținerea căldurii în straturile de suprafață ale atmosferei (majoritatea organismelor sunt concentrate aici) și netezește fluctuațiile de temperatură în timpul zilei și nopții. Pe Lună, de exemplu, care este situată în aproape aceleași condiții de spațiu ca Pământul și pe care nu există atmosferă, fluctuațiile zilnice ale temperaturii la ecuator apar în intervalul de la 160 ° C la + 120 ° C.

Gama de temperaturi disponibile în mediu ajunge la mii de grade (magma vulcanică fierbinte și cele mai scăzute temperaturi din Antarctica). Limitele în care poate exista viața cunoscută nouă sunt destul de înguste și egale cu aproximativ 300°C, de la -200°C (înghețarea în gaze lichefiate) până la + 100°C (punctul de fierbere al apei). De fapt, majoritatea speciilor și o mare parte a activității lor sunt legate de o gamă și mai restrânsă de temperaturi. Intervalul general de temperatură al vieții active pe Pământ este limitat de următoarele temperaturi (Tabelul 1.2.3):

Tabelul 1.2.3 Intervalul de temperatură al vieții pe Pământ

Plantele se adaptează la diferite temperaturi și chiar la cele extreme. Cei care tolerează temperaturile ridicate se numesc plante fertile. Sunt capabili să tolereze supraîncălzirea până la 55-65 ° C (unii cactusi). Speciile care cresc la temperaturi ridicate le tolerează mai ușor din cauza unei scurtări semnificative a dimensiunii frunzelor, a dezvoltării unei pâslă (pubescentă) sau, dimpotrivă, a acoperirii cu ceară etc. Plantele, fără a prejudicia dezvoltarea lor, sunt capabile să reziste la expunerea prelungită. la temperaturi scăzute (de la 0 la -10 ° C) sunt numite rezistent la frig.

Deși temperatura este un factor important de mediu care afectează organismele vii, efectul său este foarte dependent de combinarea cu alți factori abiotici.

Umiditate.

Umiditatea este un factor abiotic important care este predeterminat de prezența apei sau a vaporilor de apă în atmosferă sau litosferă. Apa în sine este un compus anorganic necesar pentru viața organismelor vii.

Apa este întotdeauna prezentă în atmosferă sub formă apă cupluri. Se numește masa reală de apă pe unitatea de volum de aer umiditate absoluta,și procentul de vapori raportat la cantitatea maximă pe care o poate conține aerul, - umiditate relativă. Temperatura este principalul factor care afectează capacitatea aerului de a reține vaporii de apă. De exemplu, la o temperatură de +27°C, aerul poate conține de două ori mai multă umiditate decât la o temperatură de +16°C. Aceasta înseamnă că umiditatea absolută la 27°C este de 2 ori mai mare decât la 16°C, în timp ce umiditatea relativă în ambele cazuri va fi de 100%.

Apa ca factor ecologic este extrem de necesară organismelor vii, deoarece fără ea metabolismul și multe alte procese conexe nu pot fi efectuate. Procesele metabolice ale organismelor au loc în prezența apei (în soluții apoase). Toate organismele vii sunt sisteme deschise, așa că pierd în mod constant apă și este întotdeauna nevoie să-și reumple rezervele. Pentru o existență normală, plantele și animalele trebuie să mențină un anumit echilibru între aportul de apă din organism și pierderea acesteia. Pierdere mare de apă corporală (deshidratare) duce la o scădere a activității sale vitale, iar în viitor - la moarte. Plantele își satisfac nevoile de apă prin precipitații, umiditatea aerului, iar animalele și prin hrană. Rezistența organismelor la prezența sau absența umidității în mediu este diferită și depinde de adaptabilitatea speciei. În acest sens, toate organismele terestre sunt împărțite în trei grupuri: higrofil(sau iubitor de umezeală), mezofilă(sau moderat iubitor de umezeală) și xerofil(sau iubitor de sec). În ceea ce privește plantele și animalele separat, această secțiune va arăta astfel:

1) organisme higrofile:

- higrofite(plante);

- higrofile(animal);

2) organisme mezofile:

- mezofite(plante);

- mezofili(animal);

3) organisme xerofile:

- xerofite(plante);

- xerofili, sau higrofobie(animale).

Aveți nevoie de cea mai mare umiditate organisme higrofile. Dintre plante, acestea vor fi cele care trăiesc pe soluri excesiv de umede cu umiditate ridicată a aerului (higrofite). În condițiile centurii mijlocii, ele cuprind printre plantele erbacee care cresc în pădurile umbrite (acră, ferigi, violete, gap-iarb etc.) și în locuri deschise (gălbenele, roză etc.).

Animalele higrofile (higrofile) le includ pe cele asociate ecologic cu mediul acvatic sau cu zone îmbibate cu apă. Au nevoie de o prezență constantă a unei cantități mari de umiditate în mediu. Acestea sunt animale din pădurile tropicale, mlaștini, pajiști umede.

organisme mezofile necesită cantități moderate de umiditate și sunt de obicei asociate cu condiții calde moderate și condiții bune de nutriție minerală. Pot fi plante de pădure și plante de locuri deschise. Printre aceștia se numără arbori (tei, mesteacăn), arbuști (alun, cătină) și chiar mai multe ierburi (trifoi, timoteu, păstuc, lacramioare, copită etc.). În general, mezofitele sunt un grup ecologic larg de plante. La animalele mezofile (mezofili) aparține majorității organismelor care trăiesc în condiții temperate și subarctice sau în anumite regiuni de uscat muntoase.

organisme xerofile - Acesta este un grup ecologic destul de divers de plante și animale care s-au adaptat la condițiile aride de existență cu ajutorul unor astfel de mijloace: limitarea evaporării, creșterea extracției de apă și crearea rezervelor de apă pentru o perioadă lungă de lipsă de alimentare cu apă.

Plantele care trăiesc în condiții aride le depășesc în moduri diferite. Unele nu au adaptări structurale pentru a suporta lipsa de umiditate. existența lor este posibilă în condiții aride doar datorită faptului că într-un moment critic se află în repaus sub formă de semințe (efemeride) sau bulbi, rizomi, tuberculi (efemeroizi), trec foarte ușor și rapid la viața activă și complet. dispar într-o perioadă scurtă de timp.ciclu anual de dezvoltare. Efemeri răspândit în principal în deșerturi, semi-deșerturi și stepe (mușca de piatră, șarpanta de primăvară, „cutie” de napi etc.). Efemeroide(din greaca. efemeriși să arate ca)- acestea sunt plante erbacee perene, în principal primăvară, (muchii, ierburi, lalele etc.).

O categorie foarte particulară de plante care s-au adaptat să reziste în condiții de secetă este suculentși sclerofite. Suculente (din greacă. suculent) sunt capabili să acumuleze o cantitate mare de apă în sine și să o utilizeze treptat. De exemplu, unii cactusi din deșerturile nord-americane pot conține între 1000 și 3000 de litri de apă. Apa se acumulează în frunze (aloe, stonecrop, agave, tinere) sau tulpini (cactusi și euforie asemănătoare cactusului).

Animalele obțin apă în trei moduri principale: direct prin băutură sau absorbție prin tegument, împreună cu alimente și ca urmare a metabolismului.

Multe specii de animale beau apă și în cantități suficient de mari. De exemplu, omizile viermelui de mătase din stejar chinezesc pot bea până la 500 ml de apă. Unele specii de animale și păsări necesită un consum regulat de apă. Prin urmare, ei aleg anumite izvoare și le vizitează în mod regulat ca locuri de adăpare. Speciile de păsări din deșert zboară zilnic către oaze, beau apă acolo și aduc apă puiilor lor.

Unele specii de animale nu consumă apă prin băutură directă, dar o pot consuma prin absorbția acesteia cu toată suprafața pielii. La insectele și larvele care trăiesc în sol umezit cu praf de copac, tegumentele lor sunt permeabile la apă. Șopârla australiană Moloch absoarbe umezeala din precipitații cu pielea sa, care este extrem de higroscopică. Multe animale obțin umiditate din hrana suculentă. Astfel de alimente suculente pot fi iarba, fructele suculente, fructele de pădure, bulbii și tuberculii de plante. Țestoasa de stepă care trăiește în stepele din Asia Centrală consumă apă doar din hrana suculentă. În aceste regiuni, în locurile în care sunt plantate legume sau pe pepeni, țestoasele provoacă pagube mari prin consumul de pepeni, pepeni și castraveți. Unele animale prădătoare primesc apă și mâncând prada. Acest lucru este tipic, de exemplu, pentru vulpea fennec africană.

Speciile care se hrănesc exclusiv cu hrană uscată și nu au posibilitatea de a consuma apă o obțin prin metabolism, adică chimic în timpul digestiei alimentelor. Apa metabolică se poate forma în organism datorită oxidării grăsimilor și amidonului. Aceasta este o modalitate importantă de obținere a apei, în special pentru animalele care locuiesc în deșerturile fierbinți. De exemplu, gerbilul cu coadă roșie se hrănește uneori doar cu semințe uscate. Experimentele sunt cunoscute când, în captivitate, șoarecele căprior din America de Nord a trăit aproximativ trei ani, mâncând doar boabe uscate de orz.

factori alimentari.

Suprafața litosferei Pământului constituie un mediu de viață separat, care se caracterizează prin propriul set de factori de mediu. Acest grup de factori se numește edafic(din greaca. edafos- sol). Solurile au propria lor structură, compoziție și proprietăți.

Solurile se caracterizează printr-un anumit conținut de umiditate, compoziție mecanică, conținut de compuși organici, anorganici și organo-minerale, o anumită aciditate. Multe proprietăți ale solului însuși și distribuția organismelor vii în el depind de indicatori.

De exemplu, anumite tipuri de plante și animale iubesc solurile cu o anumită aciditate și anume: mușchii de sphagnum, coacăzele sălbatice, arinii cresc pe soluri acide, iar mușchii verzi de pădure pe cele neutre.

Larvele de gândaci, moluștele terestre și multe alte organisme reacționează și ele la o anumită aciditate a solului.

Compoziția chimică a solului este foarte importantă pentru toate organismele vii. Pentru plante, cele mai importante nu sunt doar acele elemente chimice pe care le folosesc în cantități mari (azot, fosfor, potasiu și calciu), ci și cele rare (oligoelemente). Unele dintre plante acumulează selectiv anumite elemente rare. Plantele crucifere și umbrelă, de exemplu, acumulează de 5-10 ori mai mult sulf în corpul lor decât alte plante.

Conținutul în exces al anumitor elemente chimice din sol poate afecta negativ (patologic) animalele. De exemplu, într-una dintre văile Tuvei (Rusia), s-a observat că oile sufereau de o boală specifică, care se manifesta prin căderea părului, deformarea copitelor etc. Mai târziu s-a dovedit că în această vale din sol. , apă și unele plante acolo a avut un conținut ridicat de seleniu. Intrând în corpul oilor în exces, acest element a provocat toxicoza cronică cu seleniu.

Solul are propriul regim termic. Împreună cu umiditatea afectează formarea solului, în sol având loc diverse procese (fizico-chimice, chimice, biochimice și biologice).

Datorită conductibilității lor termice scăzute, solurile sunt capabile să atenueze fluctuațiile de temperatură odată cu adâncimea. La o adâncime de puțin peste 1 m, fluctuațiile zilnice de temperatură sunt aproape imperceptibile. De exemplu, în deșertul Karakum, care se caracterizează printr-un climat puternic continental, vara, când temperatura suprafeței solului atinge +59°C, în vizuinile rozătoarelor gerbili la o distanță de 70 cm de intrare, temperatura a fost Cu 31°C mai scăzut și a ajuns la +28°C. Iarna, în timpul unei nopți geroase, temperatura în vizuinile gerbililor era de +19°C.

Solul este o combinație unică de proprietăți fizice și chimice ale suprafeței litosferei și ale organismelor vii care îl locuiesc. Solul nu poate fi imaginat fără organisme vii. Nu e de mirare că celebrul geochimist V.I. Vernadsky a numit solul corp bio-inert.

Factori orografici (relief).

Relieful nu se referă la factori de mediu care acționează direct precum apa, lumina, căldura, solul. Cu toate acestea, natura reliefului în viața multor organisme are un efect indirect.

În funcție de mărimea formelor, relieful mai multor ordine se distinge mai degrabă condiționat: macrorelief (munti, depresiuni, depresiuni intermontane), mezorelief (dealuri, râpe, culmi etc.) și microrelief (mici depresiuni, neregularități etc.) . Fiecare dintre ele joacă un anumit rol în formarea unui complex de factori de mediu pentru organisme. În special, relieful afectează redistribuirea unor factori precum umiditatea și căldura. Deci, chiar și depresiuni ușoare, de câteva zeci de centimetri, creează condiții de umiditate ridicată. Din zonele înalte, apa curge în zonele inferioare, unde se creează condiții favorabile pentru organismele iubitoare de umiditate. Versanții nordici și sudici au condiții de iluminare și termice diferite. În condiții muntoase, se creează amplitudini semnificative de înălțime în zone relativ mici, ceea ce duce la formarea diferitelor complexe climatice. În special, caracteristicile lor tipice sunt temperaturile scăzute, vânturile puternice, modificările regimului de umidificare, compoziția gazelor a aerului etc.

De exemplu, cu ridicarea deasupra nivelului mării, temperatura aerului scade cu 6 ° C la fiecare 1000 m. Deși aceasta este o caracteristică a troposferei, dar datorită reliefului (înalți, munți, platouri muntoase etc.), organismele terestre se pot găsi în condiții care nu sunt asemănătoare cu cele din regiunile învecinate. De exemplu, masivul vulcanic muntos al Kilimanjaro din Africa de la poalele este înconjurat de savane, iar mai sus pe versanți sunt plantații de cafea, banane, păduri și pajiști alpine. Vârfurile Kilimanjaro sunt acoperite cu zăpadă eternă și ghețari. Dacă temperatura aerului la nivelul mării este de +30°C, atunci temperaturile negative vor apărea deja la o altitudine de 5000 m. În zonele temperate, o scădere a temperaturii la fiecare 6°C corespunde unei mișcări de 800 km către latitudini mari.

Presiune.

Presiunea se manifestă atât în ​​mediul aer, cât și în apă. În aerul atmosferic, presiunea variază sezonier, în funcție de starea vremii și de înălțimea deasupra nivelului mării. De interes deosebit sunt adaptările organismelor care trăiesc în condiții de joasă presiune, aer rarefiat în zonele înalte.

Presiunea din mediul acvatic variaza in functie de adancime: creste cu aproximativ 1 atm la fiecare 10 m. Pentru multe organisme exista limite ale schimbarii presiunii (adancimii) la care s-au adaptat. De exemplu, peștii abisali (peștii din lumea adâncă) sunt capabili să suporte o presiune mare, dar nu se ridică niciodată la suprafața mării, deoarece pentru ei este fatal. În schimb, nu toate organismele marine sunt capabile să se scufunde la adâncimi mari. Cașlotul, de exemplu, se poate scufunda la o adâncime de 1 km, iar păsările marine - până la 15-20 m, de unde își iau hrana.

Organismele vii de pe uscat și din mediul acvatic răspund în mod clar la schimbările de presiune. La un moment dat s-a observat că peștii pot percepe chiar și ușoare modificări ale presiunii. comportamentul lor se schimbă atunci când presiunea atmosferică se modifică (de exemplu, înainte de o furtună). În Japonia, unii pești sunt ținuți special în acvarii, iar modificarea comportamentului lor este folosită pentru a judeca eventualele schimbări ale vremii.

Animalele terestre, percepând modificări ușoare ale presiunii, pot prezice modificări ale stării vremii prin comportamentul lor.

Neuniformitatea presiunii, care este rezultatul încălzirii neuniforme de către Soare și distribuției căldurii atât în ​​apă, cât și în aerul atmosferic, creează condiții pentru amestecarea maselor de apă și aer, adică. formarea curentilor. În anumite condiții, debitul este un factor puternic de mediu.

factori hidrologici.

Apa ca parte integrantă a atmosferei și a litosferei (inclusiv a solului) joacă un rol important în viața organismelor ca unul dintre factorii de mediu, care se numește umiditate. În același timp, apa în stare lichidă poate fi un factor care își formează propriul mediu - apa. Datorită proprietăților sale, care disting apa de toți ceilalți compuși chimici, ea în stare lichidă și liberă creează un set de condiții pentru mediul acvatic, așa-numiții factori hidrologici.

Asemenea caracteristici ale apei, cum ar fi conductivitatea termică, fluiditatea, transparența, salinitatea se manifestă în moduri diferite în corpurile de apă și sunt factori de mediu, care în acest caz sunt numiți hidrologici. De exemplu, organismele acvatice s-au adaptat diferit la diferite grade de salinitate a apei. Distingeți între organismele de apă dulce și cele marine. Organismele de apă dulce nu uimesc prin diversitatea lor de specii. În primul rând, viața de pe Pământ își are originea în apele mării, iar în al doilea rând, corpurile de apă dulce ocupă o mică parte a suprafeței pământului.

Organismele marine sunt mai diverse și mai numeroase cantitativ. Unii dintre ei s-au adaptat la salinitate scăzută și trăiesc în zone desalinizate ale mării și în alte corpuri de apă salmară. La multe specii de astfel de rezervoare, se observă o scădere a dimensiunii corpului. Deci, de exemplu, cochiliile de moluște, midii comestibile (Mytilus edulis) și dirofilaria lui Lamarck (Cerastoderma lamarcki), care trăiesc în golfurile Mării Baltice la o salinitate de 2-6% o, sunt de 2-4 ori mai mici decât indivizi care trăiesc în aceeași mare, doar la o salinitate de 15% o. Crabul Carcinus moenas este mic în Marea Baltică, în timp ce este mult mai mare în lagunele și estuarele desalinizate. Aricii de mare cresc mai mici în lagune decât în ​​mare. Crustaceul Artemia (Artemia salina) la o salinitate de 122% o are o dimensiune de până la 10 mm, dar la 20% o crește până la 24-32 mm. Salinitatea poate afecta, de asemenea, speranța de viață. Același vierme al inimii lui Lamarck în apele Atlanticului de Nord trăiește până la 9 ani, iar în apele mai puțin sărate ale Mării Azov - 5.

Temperatura corpurilor de apă este un indicator mai constant decât temperatura pământului. Acest lucru se datorează proprietăților fizice ale apei (capacitatea termică, conductibilitatea termică). Amplitudinea fluctuațiilor anuale de temperatură în straturile superioare ale oceanului nu depășește 10-15 ° C, iar în apele continentale - 30-35 ° C. Ce putem spune despre straturile profunde ale apei, care se caracterizează printr-o constantă regim termic.

factori biotici.

Organismele care trăiesc pe planeta noastră nu au nevoie doar de condiții abiotice pentru viața lor, ci interacționează între ele și sunt adesea foarte dependente unele de altele. Totalitatea factorilor lumii organice care afectează direct sau indirect organismele se numesc factori biotici.

Factorii biotici sunt foarte diverși, dar, în ciuda acestui fapt, au și propria lor clasificare. Conform celei mai simple clasificări, factorii biotici sunt împărțiți în trei grupe, care sunt cauzate de plante, animale și microorganisme.

Clements și Shelford (1939) și-au propus propria clasificare, care ia în considerare cele mai tipice forme de interacțiune între două organisme - co-acțiuni. Toate coacțiunile sunt împărțite în două grupuri mari, în funcție de interacțiunea dintre organismele aceleiași specii sau două diferite. Tipurile de interacțiuni ale organismelor aparținând aceleiași specii este reacții homotipice. Reacții heterotipice denumiți formele de interacțiune dintre două organisme de specii diferite.

reacții homotipice.

Dintre interacțiunile organismelor din aceeași specie, se pot distinge următoarele coacțiuni (interacțiuni): efect de grup, efect de masăși competiţie intraspecifică.

efect de grup.

Multe organisme vii care pot trăi singure formează grupuri. Adesea, în natură, puteți observa cum unele specii cresc în grupuri plantelor. Acest lucru le oferă posibilitatea de a-și accelera creșterea. Animalele sunt de asemenea grupate. În astfel de condiții, ei supraviețuiesc mai bine. Cu un stil de viață comun, este mai ușor pentru animale să se apere, să obțină hrană, să-și protejeze descendenții și să supraviețuiască factorilor de mediu negativi. Astfel, efectul de grup are un efect pozitiv asupra tuturor membrilor grupului.

Grupurile în care animalele sunt combinate pot fi de dimensiuni diferite. De exemplu, cormoranii, care formează colonii uriașe pe coastele Peruului, pot exista doar dacă există cel puțin 10 mii de păsări în colonie și există trei cuiburi pe 1 metru pătrat de teritoriu. Se știe că, pentru supraviețuirea elefanților africani, turma trebuie să fie formată din cel puțin 25 de indivizi, iar turma de reni - de la 300-400 de capete. O haită de lupi poate număra până la o duzină de persoane.

Agregarile simple (temporare sau permanente) se pot transforma in grupuri complexe formate din indivizi specializati care indeplinesc propria functie in acest grup (familii de albine, furnici sau termite).

Efect de masă.

Un efect de masă este un fenomen care apare atunci când un spațiu de locuit este suprapopulat. Desigur, atunci când sunt uniți în grupuri, în special cele mari, există și o oarecare suprapopulare, dar există o mare diferență între efectele de grup și cele de masă. Primul oferă avantaje fiecărui membru al asociației, iar celălalt, dimpotrivă, suprimă activitatea vitală a tuturor, adică are consecințe negative. De exemplu, efectul de masă se manifestă în acumularea de vertebrate. Dacă un număr mare de șobolani experimentali sunt ținuți într-o cușcă, atunci în comportamentul lor vor apărea acte de agresivitate. Odată cu păstrarea prelungită a animalelor în astfel de condiții, embrionii se dizolvă la femelele gravide, agresivitatea crește atât de mult încât șobolanii își roade cozile, urechile și membrele unul altuia.

Efectul de masă al organismelor extrem de organizate duce la o stare de stres. La oameni, acest lucru poate provoca tulburări mentale și căderi nervoase.

Competiția intraspecifică.

Între indivizii aceleiași specii există întotdeauna un fel de competiție în obținerea celor mai bune condiții de viață. Cu cât densitatea populației unui anumit grup de organisme este mai mare, cu atât concurența este mai intensă. O astfel de competiție a organismelor din aceeași specie între ele pentru anumite condiții de existență se numește competiţie intraspecifică.

Efectul de masă și competiția intraspecifică nu sunt concepte identice. Dacă primul fenomen are loc pentru un timp relativ scurt și ulterior se încheie cu o rarefacție a grupului (mortalitate, canibalism, fertilitate redusă etc.), atunci competiția intraspecifică există constant și duce în cele din urmă la o adaptare mai largă a speciei la condițiile de mediu. Specia devine mai adaptată ecologic. Ca urmare a competiției intraspecifice, specia în sine este conservată și nu se autodistruge ca urmare a unei astfel de lupte.

Competiția intraspecifică se poate manifesta în orice poate pretinde organismele din aceeași specie. La plantele care cresc dens, poate apărea competiție pentru lumină, nutriție minerală etc. De exemplu, un stejar, când crește singur, are o coroană sferică, este destul de răspândit, deoarece ramurile laterale inferioare primesc o cantitate suficientă de lumină. În plantațiile de stejar din pădure, ramurile inferioare sunt umbrite de cele superioare. Ramurile care primesc lumină insuficientă mor. Pe măsură ce stejarul crește în înălțime, ramurile inferioare cad rapid, iar copacul capătă o formă de pădure - un trunchi lung cilindric și o coroană de ramuri în vârful copacului.

La animale apare competiția pentru un anumit teritoriu, hrană, locuri de cuibărit etc. Este mai ușor pentru animalele mobile să evite concurența dură, dar tot le afectează. De regulă, cei care evită competiția se găsesc adesea în condiții nefavorabile, sunt nevoiți, ca și plantele (sau speciile de animale atașate), să se adapteze la condițiile cu care trebuie să se mulțumească.

reacții heterotipice.

Tabelul 1.2.4. Forme de interacțiuni între specii

	Speciile ocupă		Speciile ocupă
Forma de interacțiune (co-partări)	același teritoriu (locuind împreună)		teritorii diferite (locuiesc separat)
	Vedere A	Vedere B	Vedere A	Vedere B
Neutralism
Comensalism (tip A - comensal)
Protocooperare
Mutualismul
Amensalism (tip A - amensal, tip B - inhibitor)
Predare (tip A - prădător, tip B - pradă)
Concurență

0 - interacțiunea dintre specii nu aduce beneficii și nu dăunează niciunei părți;

Interacțiunile dintre specii produc consecințe pozitive; -interacţiunea dintre specii are consecinţe negative.

Neutralism.

Cea mai comună formă de interacțiune apare atunci când organismele din specii diferite, care ocupă același teritoriu, nu se afectează în niciun fel. Un număr mare de specii trăiesc în pădure, iar multe dintre ele mențin relații neutre. De exemplu, o veveriță și un arici locuiesc în aceeași pădure, dar au o relație neutră, ca multe alte organisme. Cu toate acestea, aceste organisme fac parte din același ecosistem. Sunt elemente ale unui întreg și, prin urmare, cu un studiu detaliat, se mai pot găsi la prima vedere conexiuni nu directe, ci indirecte, mai degrabă subtile și imperceptibile.

Există. Doom, în Ecologia sa populară, oferă un exemplu jucăuș, dar foarte potrivit de astfel de conexiuni. El scrie că în Anglia femeile bătrâne singure susțin puterea gărzilor regale. Și legătura dintre paznici și femei este destul de simplă. Femeile singure, de regulă, cresc pisici, în timp ce pisicile vânează șoareci. Cu cât mai multe pisici, cu atât mai puțini șoareci pe câmp. Șoarecii sunt dușmani ai bondarilor, deoarece își distrug găurile în care locuiesc. Cu cât sunt mai puțini șoareci, cu atât mai mulți bondari. Nu se știe că bondarii sunt singurii polenizatori de trifoi. Mai mulți bondari pe câmp - mai multă recoltă de trifoi. Caii pasc cu trifoi, iar gardienilor le place să mănânce carne de cal. În spatele unui astfel de exemplu în natură, se pot găsi multe conexiuni ascunse între diverse organisme. Deși în natură, așa cum se poate observa din exemplu, pisicile au o relație neutră cu caii sau jmelii, acestea sunt indirect legate de aceștia.

Comensalism.

Multe tipuri de organisme intră în relații care beneficiază doar de o parte, în timp ce cealaltă nu suferă de acest lucru și nimic nu este util. Această formă de interacțiune între organisme se numește comensalism. Comensalismul se manifestă adesea sub forma coexistenței diferitelor organisme. Deci, insectele trăiesc adesea în vizuinile mamiferelor sau în cuiburile păsărilor.

Adesea se poate observa și o astfel de așezare comună, atunci când vrăbiile cuibăresc în cuiburile păsărilor de pradă mari sau ale berzelor. Pentru păsările de pradă, vecinătatea vrăbiilor nu interferează, dar pentru vrăbiile în sine, aceasta este o protecție fiabilă a cuiburilor lor.

În natură, există chiar și o specie care este numită așa - crabul comensal. Acest crab mic și grațios se așează ușor în cavitatea mantalei stridiilor. Prin aceasta, el nu interferează cu moluștea, dar el însuși primește un adăpost, porții proaspete de apă și particule nutritive care ajung la el cu apă.

Protocooperare.

Următorul pas în co-acțiunea pozitivă comună a două organisme din specii diferite este protocooperare,în care ambele specii beneficiază de interacţiune. Desigur, aceste specii pot exista separat, fără pierderi. Această formă de interacțiune se mai numește cooperare primară, sau cooperare.

În mare, o astfel de formă de interacțiune reciproc avantajoasă, dar nu obligatorie, apare atunci când crabii și intestinele sunt combinate. Anemonele, de exemplu, se stabilesc adesea pe partea dorsală a crabilor, camuflându-i și protejându-i cu tentaculele lor înțepătoare. La rândul lor, anemonele de mare primesc de la crabi bucățile de mâncare rămase de la masă și îi folosesc pe crabi ca vehicul. Atât crabii, cât și anemonele de mare sunt capabile să existe liber și independent în rezervor, dar când sunt în apropiere, crabul, chiar și cu ghearele sale, transplantează anemonele de mare pe el însuși.

Cuibărirea în comun a păsărilor de specii diferite în aceeași colonie (stârci și cormorani, lipitori și șterni de specii diferite etc.) este, de asemenea, un exemplu de cooperare în care ambele părți beneficiază, de exemplu, de protecție împotriva prădătorilor.

Mutualismul.

Mutualismul (sau simbioză obligatorie) este următoarea etapă de adaptare reciproc avantajoasă a diferitelor specii între ele. Se deosebește de protocooperare prin dependența sa. Dacă în timpul protocooperării organismele care intră într-o relație pot exista separat și independent unele de altele, atunci sub mutualism existența acestor organisme separat este imposibilă.

Acest tip de coacțiune apare adesea în organisme destul de diferite, sistematic îndepărtate, cu nevoi diferite. Un exemplu în acest sens ar fi relația dintre bacteriile fixatoare de azot (bacteriile cu bule) și leguminoase. Substanțele secretate de sistemul radicular al leguminoaselor stimulează creșterea bacteriilor cu bule, iar produsele reziduale ale bacteriilor duc la deformarea firelor de păr rădăcină, ceea ce începe formarea bulelor. Bacteriile au capacitatea de a asimila azotul atmosferic, care este deficitar în sol dar un macronutrient esențial pentru plante, care în acest caz este de mare beneficiu pentru plantele leguminoase.

În natură, relația dintre ciuperci și rădăcinile plantelor este destul de comună, numită micorize. Ciuperca, interacționând cu țesuturile rădăcinii, formează un fel de organ care ajută planta să absoarbă mai eficient mineralele din sol. Ciupercile din această interacțiune primesc produsele fotosintezei plantei. Multe tipuri de arbori nu pot crește fără micorize, iar anumite tipuri de ciuperci formează micorize cu rădăcinile anumitor tipuri de arbori (stejar și porcini, mesteacăn și hribi etc.).

Un exemplu clasic de mutualism sunt lichenii, care combină relația simbiotică dintre ciuperci și alge. Legăturile funcționale și fiziologice dintre ele sunt atât de strânse încât sunt considerate ca fiind separate grup organisme. Ciuperca din acest sistem furnizează algelor apă și săruri minerale, iar algele, la rândul lor, oferă ciupercii substanțe organice pe care le sintetizează ea însăși.

Amensalism.

În mediul natural, nu toate organismele se influențează pozitiv unele pe altele. Sunt multe cazuri când o specie dăunează alteia pentru a-și asigura viața. Această formă de coacțiune, în care un tip de organism suprimă creșterea și reproducerea unui organism al altei specii fără a pierde nimic, se numește amensalism (antibioză). Specia suprimată dintr-o pereche care interacționează se numește amensalom,și cel care suprimă - inhibitor.

Amensalismul este cel mai bine studiat la plante. În procesul vieții, plantele eliberează substanțe chimice în mediu, care sunt factori care influențează alte organisme. În ceea ce privește plantele, amensalismul are propriul nume - alelopatie. Se știe că, datorită excreției de către rădăcini a substanțelor toxice, Volokhatenky Nechuiweter înlocuiește alte plante anuale și formează desișuri continue de o singură specie pe suprafețe mari. Pe câmpuri, iarba de grâu și alte buruieni alungă sau copleșesc culturile. Nucul și stejarul asupresc vegetația ierboasă sub coroanele lor.

Plantele pot secreta substanțe alelopatice nu numai prin rădăcinile lor, ci și prin partea aeriană a corpului lor. Se numesc substanțe alelopatice volatile eliberate de plante în aer fitoncide. Practic, au un efect distructiv asupra microorganismelor. Toată lumea este conștientă de efectul preventiv antimicrobian al usturoiului, cepei, hreanului. Multe fitoncide sunt produse de conifere. Un hectar de plantații comune de ienupăr produce peste 30 kg de fitoncide pe an. Adesea, coniferele sunt folosite în așezări pentru a crea centuri de protecție sanitară în jurul diferitelor industrii, ceea ce ajută la purificarea aerului.

Fitoncidele afectează negativ nu numai microorganismele, ci și animalele. În viața de zi cu zi, diferite plante au fost folosite de mult timp pentru a lupta împotriva insectelor. Deci, baglitsa și levănțica sunt o modalitate bună de a lupta cu moliile.

Antibioza este cunoscută și la microorganisme. Prima dată a fost deschis de. Babesh (1885) și redescoperit de A. Fleming (1929). S-a demonstrat că ciupercile Penicillus secretă o substanță (penicilina) care inhibă creșterea bacteriilor. Este larg cunoscut faptul că unele bacterii de acid lactic își acidifică mediul, astfel încât bacteriile putrefactive care au nevoie de un mediu alcalin sau neutru nu pot exista în el. Substanțele chimice alelopatice ale microorganismelor sunt cunoscute ca antibiotice. Au fost deja descrise peste 4 mii de antibiotice, dar doar aproximativ 60 dintre soiurile lor sunt utilizate pe scară largă în practica medicală.

Protecția animalelor de inamici poate fi realizată și prin izolarea substanțelor care au un miros neplăcut (de exemplu, printre reptile - broaște țestoase vulture, șerpi; păsări - pui de hupă; mamifere - scoici, dihori).

Predare.

Furtul în sensul larg al cuvântului este considerat a fi o modalitate de obținere a hranei și de hrănire a animalelor (uneori plante), în care acestea prind, ucid și mănâncă alte animale. Uneori, acest termen este înțeles ca orice mâncare a unor organisme de către altele, de ex. relaţiile dintre organisme în care unul îl foloseşte pe celălalt ca hrană. Cu această înțelegere, iepurele este un prădător în raport cu iarba pe care o consumă. Dar vom folosi o înțelegere mai restrânsă a prădării, în care un organism se hrănește cu altul, care este aproape de primul în termeni sistematici (de exemplu, insecte care se hrănesc cu insecte; pești care se hrănesc cu pești; păsări care se hrănesc cu reptile, păsări). și mamifere; mamifere, care se hrănesc cu păsări și mamifere). Se numește un caz extrem de prădare, în care o specie se hrănește cu organisme din propria specie canibalism.

Uneori, un prădător selectează o pradă într-o asemenea cantitate încât să nu afecteze negativ dimensiunea populației sale. Prin aceasta, prădătorul contribuie la o stare mai bună a populației de pradă, care, de altfel, s-a adaptat deja la presiunea prădătorului. Rata natalității în populațiile de pradă este mai mare decât este necesar pentru menținerea obișnuită a numărului acesteia. Figurat vorbind, populația de pradă ține cont de ceea ce trebuie să aleagă prădătorul.

Competiția interspecie.

Între organisme din specii diferite, precum și între organisme din aceeași specie, apar interacțiuni datorită cărora încearcă să obțină aceeași resursă. Astfel de co-acțiuni între diferite specii se numesc competiție interspecifică. Cu alte cuvinte, putem spune că competiția interspecifică este orice interacțiune între populații de diferite specii care le afectează negativ creșterea și supraviețuirea.

Consecințele unei astfel de competiții pot fi deplasarea unui organism de către altul dintr-un anumit sistem ecologic (principiul excluderii competitive). În același timp, competiția promovează apariția multor adaptări prin procesul de selecție, ceea ce duce la diversitatea speciilor care există într-o anumită comunitate sau regiune.

Interacțiunea competitivă poate implica spațiu, alimente sau nutrienți, lumină și mulți alți factori. Competiția interspecifică, în funcție de ce se bazează, poate duce fie la stabilirea unui echilibru între două specii, fie, cu o concurență mai intensă, la înlocuirea unei populații a unei specii cu o populație a alteia. De asemenea, rezultatul competiției poate fi de așa natură încât o specie să o înlocuiască pe cealaltă într-un loc diferit sau să o forțeze să se mute în alte resurse.