Nu saturați stomacul cu alimente,

Secolul al XX-lea se mestecă singur

Și el taie, taie pomul vieții,

Ca un tăietor de lemne nemilos...

Minte grozavă! iti interzice

Tăiați măcar ultima ramură.

Multe tipuri de activitate umană pot fi considerate factori speciali de mediu, care se numesc antropici; amploarea acțiunii factorilor antropici devine capabilă odată cu acțiunea forțelor geologice; biosfera reacționează la impactul factorilor antropici prin reducerea numărului de specii, sărăcirea fondului genetic al populațiilor, schimbarea direcției selecției naturale și dispariția speciilor.

Planeta în ansamblu, biosfera și societatea sunt indivizibile din punct de vedere ecologic, prin urmare problemele de mediu acționează ca universale. Cu toate acestea, în fiecare regiune ele se manifestă și se rezolvă în felul său, în funcție de tipul ecosistemelor, de condițiile fizice, geografice și socio-economice specifice, pe de altă parte, situațiile de mediu locale, deși importante, nu pot fi rezolvate decât cu succes. ținând cont de o abordare globală.

1. La sfârșitul erei cenozoice, au avut loc schimbări climatice importante într-o serie de zone ale planetei - au început răcirea și uscarea. Acest lucru a dus la faptul că pădurile au fost înlocuite cu spații deschise. Organismele vii care au trăit anterior în desișurile pădurii și au trecut la viață în spații deschise au dobândit noi proprietăți și semne sub influența factorilor de mediu: desfășurată activitatea de construcții (voare, gerbili); un mod de viață nomad, au apărut migrații, mărimea turmei a crescut (în turma de animale de pădure sunt doar 20-30 de capete de elan, iar locuitorii spațiilor deschise se adună în turme de mii de căprioare). Stilul de viață nocturn a fost înlocuit cu un stil de viață de zi, relațiile ierarhice în turmă s-au complicat, funcțiile de câine de pază au început să fie îndeplinite alternativ de fiecare dintre membrii săi. Se crede că strămoșii omului - animalele pădurii - în noile condiții au căzut în circumstanțe dificile. Principalele au fost: dispariția multor plante de pădure tropicală care serveau drept hrană, imposibilitatea prădării din cauza lipsei colților și ghearelor ca mijloc de atac și apărare; viteza de mișcare lentă în comparație cu majoritatea tetrapodelor de aceeași dimensiune; natalitate scăzută, durata de dezvoltare a puilor.

Acest lucru a dus la dezvoltarea în strămoșii umani, deoarece aceștia stăpâneau modul de viață terestru, semnele rasei umane - locomoție bipedă, complicarea activității instrumentului, îmbunătățirea structurii mâinii și complicarea activității nervoase. În ceea ce privește geologia, acest lucru s-a întâmplat destul de recent.

Succesul în lupta pentru existență nu putea fi asigurat decât de o superioritate semnificativă a abilităților mentale în comparație cu toate animalele care atacau pre-oameni sau le puteau fi prada. Selecția naturală a favorizat dezvoltarea creierului uman.

La cei mai timpurii predecesori imediati sau chiar reprezentanți ai celor mai vechi oameni - Australopithecus, fețele erau deja relativ plate, arcurile superciliare ieșeau în față, iar maxilarul inferior puternic ocupa o parte semnificativă a feței. Ei locuiau în spații deschise și aveau o ierarhie complexă. Între Australopithecus, activitatea uneltelor a apărut ca o formă de adaptare biologică și ca o nouă etapă în evoluție. Oamenii de știință cred că prima unealtă de piatră a fost făcută în urmă cu aproximativ trei milioane de ani. Figura 30 prezintă unelte din silex prelucrate folosind diverse tehnologii.

În această etapă, turma de preoameni a început să dobândească trăsăturile societății umane, iar preoamenii au început să dobândească trăsăturile oamenilor. S-au născut diverse mijloace de comunicare, s-a dezvoltat activitatea zilnică, omul a început să folosească focul.

Folosirea focului este primul factor antropic, primul foc a dus la primele consecințe adverse pentru cei vii.

Omul de Neanderthal își construise deja o locuință - colibe pentru 10-12 persoane, a învățat să trăiască în orice climă.

Dezvoltarea agriculturii (Figura 31) și domesticirea animalelor (Figura 32) au fost însoțite de defrișări, pășunat și furaje, ceea ce a dus la modificarea ecosistemelor.

În urmă cu 8,5 mii de ani, a fost făcută prima topire a metalului (Chatal-Hyuyuk, Sudul Turciei). A început să se dezvolte meșteșugurile, apoi industria.

O nouă etapă în interacțiunea dintre societate și natură a fost apariția orașelor, creșterea echipamentelor tehnice umane, dezvoltarea meșteșugurilor, artelor și tipăririi cărților.

O persoană a dobândit capacitatea de a stăpâni lumea în mod universal, de a transforma natura (demonstrația unui tabel - un sul (Fig. 33), care caracterizează în formă inversă etapele impactului uman asupra naturii).

2. Activitatea umană a căpătat un caracter global și a devenit un factor ecologic deosebit de superputernic în existența viețuitoarelor din biosferă.

Omul reduce teritoriile ocupate de ecosistemele naturale. 9-12% din suprafața terenului este ară, 22-25% sunt pășuni cultivate integral sau parțial. 458 de ecuatoare - aceasta este lungimea drumurilor de pe planetă; 24 km pentru fiecare 100 km 2 - aceasta este densitatea drumurilor. Numai în țările industrializate, conform ONU, peste trei mii de km 2 de peisaj dispar în fiecare an sub betonul autostrăzilor, așezărilor și aeroporturilor aflate în construcție.

O persoană consumă produse sushi, reducând ponderea consumatorilor naturali.

Biomasa umanității și a animalelor domestice reprezintă 15–20% din biomasa animalelor terestre (din 1980). Cu toate acestea, oamenii și animalele domestice consumă 1/4 din producția de legume sushi.

Omul epuizează rezervele de energie acumulate în „fundurile” biosferei.

Omenirea modernă consumă energia potențială a biosferei de 10 ori mai repede decât acumularea acesteia prin activitățile organismelor care leagă energia solară pe Pământ.

Omul folosește resursele Pământului și poluează biosfera: extrage aproximativ 100 de miliarde de tone de minereu, combustibili fosili și alte materii prime, ceea ce reprezintă 25 de tone pe locuitor al planetei. 96-98% din materiile prime extrase ajung la deșeuri. Există 1 tonă de gunoi (alimente și menajere) pe locuitor al orașelor mari. 6 miliarde de tone pe an de deșeuri solide eliberate în oceane. În fiecare an, 69-90 de milioane de tone de petrol și produse petroliere intră în biosferă, iar 20 de miliarde de tone de dioxid de carbon intră în atmosferă. Ca urmare a arderii combustibilului, concentrația de plumb în aer și sol crește, sulf și oxizi de azot intră în atmosferă, formând ploi acide cu apa.

Poluarea fizică a biosferei este în creștere - zgomot, căldură, lumină, radioactiv. Conținutul de praf din mediul aerian este în creștere.

3. Impactul factorului antropic provoacă reacţiile sistemelor biologice.

a) Moartea indivizilor și scăderea populației.

Elani, căprioare, căprioare și mistreți, păsări și insecte pier pe drumuri sub roțile vehiculelor. Munca pe câmp duce la moartea cocoșilor, iepurilor de câmp, prepelițelor într-o măsură mai mare decât vânătoarea.

Milioane de păsări migratoare sunt arse în rachete de gaz, unde gazele reziduale din producția de petrol sunt arse. Animalele mor în scurgerile de petrol, pe firele și stâlpii liniilor electrice (vulturi de stepă, gropari, vulturi aurii, vulturi cu degete scurte etc.), prin înghițirea obiectelor din plastic care plutesc în mare (broaște țestoase), în plasele de pescuit (delfini, sigilii).

b) Încălcări ale ontogenezei organismelor.

Poluanții (anhidridă sulfuroasă, fluor și acid fluorhidric, cloruri și dioxid de azot) sunt cei mai periculoși pentru plante, provocând arsuri, iar la concentrații mari, moartea plantelor și a indivizilor. Acidul sulfuric și acidul sulfuric format din dioxidul de sulf, împreună cu alte substanțe, care pătrund în sol, reduc fertilitatea acestuia. Aciditatea solului se modifică, ceea ce determină suprimarea activității vitale a bacteriilor și o scădere a numărului de râme. Cel mai periculos poluant este petrolul.

Poluanții afectează embrionii, dezvoltând embrioni, otrăvindu-i, provocând deformări și anomalii în dezvoltarea corpului, perturbarea funcțiilor glandelor și organelor sexuale și perturbarea funcțiilor sistemului nervos.

Diferiți poluanți, acționând simultan, au un efect cumulativ? efectul cuprului asupra plantelor este sporit în prezența sărurilor de plumb; cuprul sporește efectul radiațiilor, dimpotrivă, sărurile de bariu, mangan și magneziu slăbesc acest efect.

Sub influența poluanților, durata de viață este redusă, în special pentru speciile longevive care pot acumula concentrații periculoase de poluanți în organism.

c) Încălcarea fenomenelor populaţionale.

Structura populației se schimbă - raportul dintre bărbați și femei, indivizi din diferite generații; numărul este redus la astfel de limite încât căutarea partenerilor de căsătorie este perturbată. Din cauza poluării mediului, ciclurile de reproducere sunt întrerupte (asincronie în dezvoltarea celulelor germinale la masculi și femele), numărul de femele gestante scade, numărul de pui din așternut, iar rata mortalității nou-născuților crește. Gama speciilor se dezintegrează, zonele de habitat se micșorează și micile insule de habitat sunt izolate.

d) Schimbarea ecosistemului.

Reducerea numărului de specii reduce complexitatea unui ecosistem; pierderea unor specii poate duce la izbucnirea altora; speciile dominante pot fi suprimate și înlocuite cu specii nou invadatoare; se distrug relaţiile interspecifice: prădător-pradă, polenizator-plantă polenizată, relaţii simbiotice. Moartea unei specii de plante poate duce la moartea a 5¸7 până la 30¸35 specii de animale asociate cu aceasta, în principal nevertebrate. Poluarea luminoasă, sonoră, chimică perturbă sistemele de semnalizare existente în comunitatea naturală dintre specii. Ca urmare a modificării structurii comunității, stabilitatea acesteia este perturbată și apar focare în masă de numere - de regulă, nevertebrate. Asistăm, astfel, la o sărăcire gigantică a fondului genetic al biosferei din cauza dispariției speciilor, la o reducere a diversității populației acestora și a numărului de indivizi din toate populațiile care sunt în scădere pe întreg teritoriul. În fiecare zi, o specie de animale dispare iremediabil din acest număr, iar o specie de plante dispare în fiecare săptămână. Astăzi, există doar 25 de păsări pentru fiecare locuitor al planetei, iar până în anul 2000 acest raport va scădea și mai mult.

Resursele naturale esențiale pentru supraviețuirea umană și dezvoltarea durabilă sunt din ce în ce mai mult distruse sau epuizate. În același timp, nevoia de aceste resurse crește rapid. Dacă ritmul actual de degradare a solului continuă, o treime din terenurile arabile ale lumii se vor pierde în următorii 20 de ani. În mod similar, până la sfârșitul acestui secol (la ritmurile actuale de defrișare), suprafața rămasă de păduri tropicale netăiate se va înjumătăți. Este de așteptat ca în această perioadă populația Pământului să crească de o dată și jumătate - de la puțin peste 5 miliarde la aproape 6 miliarde de oameni.

A devenit evident că echilibrul proceselor biosferice, perturbat de activitatea economică umană, este restabilit mai lent decât oricând. Mecanismele adaptative ale biosferei lucrează „la limită”. Baza genetică a biosferei este epuizată, creând o amenințare cu consecințe evolutive imprevizibile.

4. Mulți oameni de știință caracterizează situația ecologică actuală drept „criză de mediu”, „criză a mediului natural”.

Problemele de mediu sunt clasificate ca fiind globale și afectează atât lumea în ansamblu, cât și regiunile și țările sale individuale.

Rezolvarea problemelor de mediu - în special, conservarea fondului genetic al biosferei - devine din ce în ce mai urgentă.

Omenirea și fiecare persoană, fiecare dintre noi trebuie să conștientizeze situația de criză și să propună idei pentru a salva viața pe planetă.

Istoria cunoștințelor ecologice are multe secole în urmă. Oamenii primitivi trebuiau deja să aibă anumite cunoștințe despre plante și animale, despre modul lor de viață, despre relațiile unii cu alții și cu mediul. Ca parte a dezvoltării generale a științelor naturii, a existat și o acumulare de cunoștințe care aparține acum domeniului științei mediului. Ca disciplină independentă izolată, ecologia s-a remarcat în secolul al XIX-lea.

Termenul de Ecologie (din greaca eco - casa, logos - invatatura) a fost introdus in stiinta de catre biologul german Ernest Haeckel.

În 1866, în lucrarea sa „Morfologia generală a organismelor”, a scris că aceasta este „... suma cunoștințelor legate de economia naturii: studiul totalității relației unui animal cu mediul său, atât organice şi anorganice, şi mai ales relaţiile sale prietenoase sau ostile cu acele animale şi plante cu care intră în contact direct sau indirect. Această definiție face referire la ecologie la științele biologice. La începutul secolului XX. formarea unei abordări sistematice și dezvoltarea doctrinei biosferei, care este un vast domeniu de cunoaștere, care include multe domenii științifice atât din ciclul natural, cât și din cel umanitar, inclusiv ecologia generală, a condus la răspândirea vederilor ecosistemice în ecologie. . Ecosistemul a devenit principalul obiect de studiu în ecologie.

Un ecosistem este un ansamblu de organisme vii care interacționează între ele și cu mediul lor prin schimbul de materie, energie și informații în așa fel încât acest singur sistem să rămână stabil pentru o lungă perioadă de timp.

Impactul din ce în ce mai mare al omului asupra mediului a impus o nouă extindere a granițelor cunoștințelor ecologice. În a doua jumătate a secolului XX. progresul științific și tehnologic a condus la o serie de probleme care au primit statutul de probleme globale, astfel, în domeniul de vedere al ecologiei, problemele unei analize comparative a sistemelor naturale și antropice și căutarea căilor pentru a le asigura. coexistența și dezvoltarea armonioasă au apărut în mod clar.

În consecință, structura științei ecologice a fost diferențiată și complicată. Acum poate fi reprezentat ca patru ramuri principale, care sunt împărțite în continuare: Bioecologie, geoecologie, ecologie umană, ecologie aplicată.

Astfel, putem defini ecologia ca o știință despre legile generale de funcționare a ecosistemelor de diverse ordine, un set de probleme științifice și practice ale relației dintre om și natură.

2. Factori de mediu, clasificarea lor, tipuri de impact asupra organismelor

Orice organism din natură experimentează influența unei largi varietăți de componente ale mediului extern. Orice proprietăți sau componente ale mediului care afectează organismele se numesc factori de mediu.

Clasificarea factorilor de mediu. Factorii de mediu (factorii de mediu) sunt diverși, au o natură și specificitate diferită de acțiune. Se disting următoarele grupuri de factori de mediu:

1. Abiotic (factori de natură neînsuflețită):

a) climatice - conditii de iluminare, conditii de temperatura etc.;

b) edafic (local) - alimentare cu apă, tip de sol, teren;

c) orografice - curenţii de aer (vânt) şi de apă.

2. Factorii biotici sunt toate formele de influență a organismelor vii unul asupra celuilalt:

Plante Plante. Plante Animale. Plante Ciuperci. Plante Microorganisme. Animale Animale. Animale Ciuperci. Animale Microorganisme. Ciuperci Ciuperci. Ciuperci Microorganisme. Microorganisme Microorganisme.

3. Factorii antropogeni sunt toate formele de activitate ale societății umane care duc la schimbarea habitatului altor specii sau le afectează direct viața. Impactul acestui grup de factori de mediu crește rapid de la an la an.

Tipuri de impact al factorilor de mediu asupra organismelor. Factorii de mediu afectează organismele vii în diferite moduri. Ei pot fi:

Iritanți care contribuie la apariția modificărilor fiziologice și biochimice adaptative (adaptative) (hibernare, fotoperiodism);

Limitatoare care modifică distribuția geografică a organismelor din cauza imposibilității existenței în aceste condiții;

Modificatori care provoacă modificări morfologice și anatomice în organism;

Semnale care indică modificări ale altor factori de mediu.

Tipare generale ale factorilor de mediu:

Datorită diversității extreme a factorilor de mediu, diferite tipuri de organisme, care experimentează influența lor, răspund la aceasta în moduri diferite, cu toate acestea, este posibil să se identifice o serie de legi (modele) generale ale acțiunii factorilor de mediu. Să ne oprim asupra unora dintre ele.

1. Legea optimului

2. Legea individualității ecologice a speciilor

3. Legea factorului limitator (limitator).

4. Legea acțiunii ambigue

3. Modele de acțiune a factorilor de mediu asupra organismelor

1) Regula optimului. Pentru un ecosistem, un organism sau un anumit stadiu al acestuia

dezvoltare, există o gamă de valoare cea mai favorabilă a factorului. Unde

factori favorabili densitatea populaţiei este maximă. 2) Toleranță.

Aceste caracteristici depind de mediul în care trăiesc organismele. Daca ea

stabil în ea

are mai multe șanse de supraviețuire a organismelor.

3) Regula interacțiunii factorilor. Unii factori pot crește sau

atenuează efectul altor factori.

4) Regula factorilor limitatori. Un factor care este deficitar sau

excesul afectează negativ organismele și limitează posibilitatea de manifestare. putere

acţiunea altor factori. 5) Fotoperiodism. Sub fotoperiodism

înțelegeți reacția organismului la lungimea zilei. răspuns la schimbarea luminii.

6) Adaptarea la ritmul fenomenelor naturale. Adaptarea la cotidian și

ritmurile sezoniere, fenomenele mareelor, ritmurile activității solare,

fazele lunare și alte fenomene care se repetă cu periodicitate strictă.

Ek. valență (plasticitate) - capacitatea de org. se adaptează la factori de mediu. mediu inconjurator.

Modele de acțiune a factorilor de mediu asupra organismelor vii.

Factorii ecologici și clasificarea lor. Toate organismele sunt potențial capabile de reproducere și răspândire nelimitată: chiar și speciile care duc un stil de viață atașat au cel puțin o fază de dezvoltare în care sunt capabile de distribuție activă sau pasivă. Dar, în același timp, compoziția de specii a organismelor care trăiesc în zone climatice diferite nu se amestecă: fiecare dintre ele are un anumit set de specii de animale, plante și ciuperci. Acest lucru se datorează limitării reproducerii și așezării excesive a organismelor de către anumite bariere geografice (mări, lanțuri muntoase, deșerturi etc.), factori climatici (temperatura, umiditate etc.), precum și relațiile dintre speciile individuale.

În funcție de natura și caracteristicile acțiunii, factorii de mediu se împart în abiotici, biotici și antropici (antropici).

Factorii abiotici sunt componente și proprietăți de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele individuale și grupurile lor (temperatură, lumină, umiditate, compoziția gazului aerului, presiunea, compoziția sării apei etc.).

Un grup separat de factori de mediu include diferite forme de activitate economică umană care modifică starea habitatului diferitelor tipuri de ființe vii, inclusiv omul însuși (factori antropogeni). Într-o perioadă relativ scurtă de existență umană ca specie biologică, activitățile sale au schimbat radical fața planetei noastre, iar în fiecare an această influență asupra naturii crește. Intensitatea unor factori de mediu poate rămâne relativ stabilă pe perioade istorice lungi de dezvoltare a biosferei (de exemplu, radiația solară, gravitația, compoziția sării apei de mare, compoziția gazelor a atmosferei etc.). Majoritatea au o intensitate variabilă (temperatură, umiditate etc.). Gradul de variabilitate al fiecăruia dintre factorii de mediu depinde de caracteristicile habitatului organismelor. De exemplu, temperatura de la suprafața solului poate varia semnificativ în funcție de perioada anului sau a zilei, vremea etc., în timp ce în corpurile de apă la adâncimi mai mari de câțiva metri aproape că nu există scăderi de temperatură.

Modificările factorilor de mediu pot fi:

Periodic, în funcție de ora zilei, anotimp, poziția Lunii față de Pământ etc.;

Neperiodice, de exemplu, erupții vulcanice, cutremure, uragane etc.;

Dirijate pe perioade istorice semnificative de timp, de exemplu, schimbări ale climei Pământului asociate cu redistribuirea raportului dintre suprafețele de uscat și oceane.

Fiecare dintre organismele vii se adaptează în mod constant la întregul complex de factori de mediu, adică la mediu, reglând procesele vieții în conformitate cu modificările acestor factori. Habitatul este un set de condiții în care trăiesc anumiți indivizi, populații, grupări de organisme.

Modele de influență a factorilor de mediu asupra organismelor vii. În ciuda faptului că factorii de mediu sunt foarte diverși și diferiți în natură, se remarcă unele modele ale influenței lor asupra organismelor vii, precum și reacțiile organismelor la acțiunea acestor factori. Adaptările organismelor la condițiile de mediu se numesc adaptări. Sunt produse la toate nivelurile de organizare a materiei vii: de la molecular la biogeocenotic. Adaptările nu sunt permanente, deoarece se modifică în procesul de dezvoltare istorică a speciilor individuale, în funcție de modificările intensității acțiunii factorilor de mediu. Fiecare specie de organisme este adaptată la anumite condiții de existență într-un mod special: nu există două specii apropiate care să fie asemănătoare în adaptările lor (regula individualității ecologice). Așadar, alunița (seria Insectivore) și șobolanul aluniță (seria Rozătoare) sunt adaptate existenței în sol. Dar cârtița sapă pasaje cu ajutorul membrelor sale anterioare, iar șobolanul aluniță își folosește incisivii, aruncând pământul cu capul.

O bună adaptare a organismelor la un anumit factor nu înseamnă aceeași adaptare la alții (regula independenței relative de adaptare). De exemplu, lichenii, care se pot așeza pe substraturi sărace în materie organică (cum ar fi rocile) și pot rezista perioadelor secetoase, sunt foarte sensibili la poluarea aerului.

Există și legea optimului: fiecare factor are un efect pozitiv asupra organismului doar în anumite limite. Favorabil pentru organismele de un anumit tip, intensitatea impactului unui factor de mediu se numește zona optimă. Cu cât intensitatea acțiunii unui anumit factor de mediu se abate de la cea optimă într-o direcție sau alta, cu atât este mai pronunțat efectul său deprimant asupra organismelor (zona pessimum). Valoarea intensității impactului factorului de mediu, conform căreia existența organismelor devine imposibilă, se numește limitele superioare și inferioare ale rezistenței (punctele critice de maxim și minim). Distanța dintre limitele rezistenței determină valența ecologică a unei anumite specii în raport cu unul sau altul. Prin urmare, valența ecologică este intervalul de intensitate al influenței unui factor ecologic în care este posibilă existența unei anumite specii.

Valenta ecologica larga a indivizilor unei anumite specii in raport cu un anumit factor ecologic este indicata prin prefixul "euro-". Astfel, vulpile arctice sunt animale euriterme, deoarece pot rezista la fluctuații semnificative de temperatură (în limita a 80°C). Unele nevertebrate (bureți, kilchakiv, echinoderme) sunt organisme euribatice, prin urmare se stabilesc din zona de coastă la adâncimi mari, rezistând la fluctuații semnificative de presiune. Speciile care pot trăi într-o gamă largă de fluctuații ale diferiților factori de mediu sunt numite euribiontyms Valența ecologică îngustă, adică incapacitatea de a rezista la schimbări semnificative ale unui anumit factor de mediu, este notă prin prefixul "steno-" (de exemplu, stenotermic, stenobatni, stenobiotic etc.).

Optimul și limitele rezistenței organismului față de un anumit factor depind de intensitatea acțiunii celorlalți. De exemplu, pe vreme uscată, calmă, este mai ușor să reziste la temperaturi scăzute. Deci, optimul și limitele de rezistență ale organismelor în raport cu orice factor de mediu se pot deplasa într-o anumită direcție, în funcție de puterea și combinația altor factori (fenomenul de interacțiune a factorilor de mediu).

Dar compensarea reciprocă a factorilor ecologici vitali are anumite limite și niciuna nu poate fi înlocuită cu altele: dacă intensitatea acțiunii a cel puțin unui factor depășește limitele rezistenței, existența speciei devine imposibilă, în ciuda intensității optime a actiunea celorlalti. Astfel, lipsa umidității inhibă procesul de fotosinteză chiar și cu iluminare optimă și concentrație de CO2 în atmosferă.

Factorul, a cărui intensitate depășește limitele rezistenței, se numește restrictiv. Factorii limitatori determină aria de distribuție a speciei (gamă). De exemplu, răspândirea multor specii de animale la nord este împiedicată de lipsa căldurii și a luminii, la sud de lipsa umidității.

Astfel, prezența și prosperitatea unei anumite specii într-un anumit habitat se datorează interacțiunii acesteia cu o întreagă gamă de factori de mediu. Intensitatea insuficientă sau excesivă a acțiunii oricăruia dintre ele este imposibilă pentru prosperitatea și însăși existența speciilor individuale.

Factorii de mediu sunt orice componente ale mediului care afectează organismele vii și grupurile acestora; ele se împart în abiotice (componente ale naturii neînsuflețite), biotice (diverse forme de interacțiune între organisme) și antropice (diverse forme de activitate economică umană).

Adaptările organismelor la condițiile de mediu se numesc adaptări.

Orice factor de mediu are doar anumite limite de influență pozitivă asupra organismelor (legea optimului). Limitele intensității acțiunii factorului, conform cărora existența organismelor devine imposibilă, se numesc limite superioare și inferioare ale rezistenței.

Optimul și limitele de rezistență ale organismelor în raport cu orice factor de mediu pot varia într-o anumită direcție, în funcție de intensitatea și combinația altor factori de mediu (fenomenul de interacțiune a factorilor de mediu). Dar compensarea lor reciprocă este limitată: niciun factor vital nu poate fi înlocuit cu alții. Un factor de mediu care depășește limitele rezistenței se numește unul restrictiv; el determină gama unei anumite specii.

plasticitatea ecologică a organismelor

Plasticitatea ecologică a organismelor (valența ecologică) - gradul de adaptabilitate al unei specii la modificări ale factorului de mediu. Se exprimă prin intervalul de valori ale factorilor de mediu în care o anumită specie își păstrează activitatea vitală normală. Cu cât gama este mai largă, cu atât plasticitatea ecologică este mai mare.

Speciile care pot exista cu mici abateri ale factorului de la optim sunt numite foarte specializate, iar speciile care pot rezista la schimbări semnificative ale factorului sunt numite adaptate pe scară largă.

Plasticitatea ecologică poate fi considerată atât în ​​raport cu un singur factor, cât și în raport cu un complex de factori de mediu. Capacitatea speciilor de a tolera schimbări semnificative ale anumitor factori este indicată de termenul corespunzător cu prefixul „evry”:

euritermal (plastic la temperatură)

Eurygoline (salinitatea apei)

Euritotic (din plastic până la lumină)

Eurygyric (plastic la umiditate)

Eurioic (plastic pentru habitat)

Eurifagic (plastic pentru alimente).

Speciile adaptate la mici modificări ale acestui factor sunt desemnate prin termenul cu prefixul „perete”. Aceste prefixe sunt folosite pentru a exprima gradul relativ de toleranță (de exemplu, la o specie stenotermă, temperatura ecologică optimă și pessimum sunt apropiate).

Speciile cu plasticitate ecologică largă în raport cu un complex de factori ecologici sunt euribionte; specii cu adaptabilitate individuală scăzută - stenobionti. Eurybiontness și stenobiontness caracterizează diferite tipuri de adaptare a organismelor pentru supraviețuire. Dacă euribionții se dezvoltă mult timp în condiții bune, atunci își pot pierde plasticitatea ecologică și își pot dezvolta trăsăturile stenobiontelor. Speciile care există cu fluctuații semnificative ale factorului dobândesc plasticitate ecologică crescută și devin euribionte.

De exemplu, există mai mulți stenobionti în mediul acvatic, deoarece este relativ stabil în proprietățile sale, iar amplitudinile fluctuațiilor factorilor individuali sunt mici. Într-un mediu aer-terrestru mai dinamic, predomină euribioții. Animalele cu sânge cald au o valență ecologică mai largă decât animalele cu sânge rece. Organismele tinere și bătrâne tind să necesite condiții de mediu mai uniforme.

Eurybionts sunt larg răspândite, iar stenobiont restrânge intervalele; totuși, în unele cazuri, datorită specializării lor înalte, stenobioții dețin teritorii vaste. De exemplu, osprey-ul mâncător de pește este un stenofag tipic, dar în raport cu alți factori de mediu, este un euribiont. În căutarea hranei necesare, pasărea este capabilă să parcurgă distanțe lungi în zbor, de aceea ocupă o suprafață semnificativă.

Plasticitate - capacitatea unui organism de a exista într-un anumit interval de valori ale factorului de mediu. Plasticitatea este determinată de viteza de reacție.

În funcție de gradul de plasticitate în raport cu factorii individuali, toate tipurile sunt împărțite în trei grupuri:

Stenotopii sunt specii care pot exista într-o gamă restrânsă de valori ale factorilor de mediu. De exemplu, majoritatea plantelor din pădurile ecuatoriale umede.

Euritopii sunt specii de plastic cu lățime capabile să dezvolte diverse habitate, de exemplu, toate speciile cosmopolite.

Mezotopii ocupă o poziție intermediară între stenotopi și euritopi.

Trebuie amintit că o specie poate fi, de exemplu, un stenotop după un factor și un euritop după altul și invers. De exemplu, o persoană este un euritop în raport cu temperatura aerului, dar un stenotop în ceea ce privește conținutul de oxigen din acesta.

O persoană din mediu, pe de o parte, este un obiect de interacțiune a factorilor de mediu, pe de altă parte, el însuși are un impact asupra mediului. Din acest punct de vedere, omul și umanitatea în ansamblu se caracterizează prin trăsături importante. O caracteristică importantă a unei persoane ca factor de mediu este conștientizarea, intenția și impactul masiv asupra naturii.[ ...]

Orice specie biologică are resurse energetice limitate, ceea ce îi limitează impactul asupra mediului. De exemplu, plantele verzi folosesc energia Soarelui, consumatorii - o parte din energia substanțelor organice formate de organisme de nivelul trofic anterior. Omenirea în procesul de muncă și activitate intelectuală extinde gama de surse de energie disponibile până la utilizarea reacțiilor nucleare și termonucleare. Acest lucru a permis oamenilor să depășească limitele de creștere naturală ale numărului lor.[ ...]

Creșterea populației, aprovizionarea cu energie, dotarea tehnică a oamenilor creează condițiile prealabile pentru așezarea oricăror nișe ecologice. Omenirea este singura specie de pe Pământ cu răspândire la nivel mondial. Acest lucru transformă o persoană într-un factor ecologic cu impact global.[ ...]

Datorită impactului asupra tuturor componentelor principale ale biosferei, impactul omenirii ajunge în cele mai îndepărtate zone ecologice ale planetei, un exemplu este detectarea DDT-ului în ficatul pinguinilor și focilor prinse în Antarctica, unde insecticidele nu au fost niciodată. folosit.[ ...]

Ca urmare a activității de muncă, o persoană creează un habitat artificial în jurul său. Ecosistemele naturale sunt înlocuite cu ecosistemele antropice, în care omul este factorul absolut dominant.[ ...]

Ca urmare a activității umane, apar schimbări în mediul fizic - compoziția gazoasă a aerului, calitatea apei și a alimentelor, clima, fluxul de energie solară și alți factori care afectează sănătatea și performanța oamenilor. În condiții extreme deviante, se cheltuiesc mult efort și bani pentru crearea artificială și menținerea condițiilor optime de mediu.[ ...]

Amploarea interacțiunii societății moderne cu natura este determinată nu de nevoile biologice ale omului, ci de nivelul în continuă creștere al dezvoltării tehnice și sociale. Puterea tehnică a omului a atins scări proporționale cu procesele biosferice. De exemplu, mașinile de construcție și minerit transportă mai mult material la suprafața Pământului în fiecare an decât este transportat în mare de către toate râurile lumii ca urmare a eroziunii apei. Activitatea umană de pe planetă modifică clima, afectează compoziția atmosferei și a oceanelor.[ ...]

IN SI. Vernadsky în prima jumătate a secolului al XX-lea a prezis dezvoltarea biosferei și tranziția ei la noosferă - sfera rațiunii. Determinând stadiul actual în dezvoltarea biosferei și a societății umane, putem spune că procesele tehnologice și antropice joacă un rol din ce în ce mai mare.[ ...]

Organizarea ierarhică complexă a naturii vii conține rezerve uriașe de autoreglare. Pentru a debloca aceste rezerve, este necesară o intervenție competentă în procesele care au loc în biosferă. Strategia pentru o astfel de intervenție poate fi determinată de ecologie, pe baza realizărilor științelor naturale și sociale.

Antropecosistemul este o comunitate de oameni care sunt în relație cu mediul.

Fiind obiectul influenței factorilor de mediu, o persoană are în același timp un impact asupra mediului.

Particularitatea omului ca factor ecologic constă în faptul că are un impact conștient, intenționat și puternic asupra naturii. Resursele energetice ale oricărei specii biologice sunt limitate, așa că are capacitatea limitată de a influența natura. Plantele verzi folosesc energia Soarelui, altele - energia substanțelor organice din veriga anterioară a lanțului trofic. O persoană în procesul activității sale mentale creează surse foarte puternice de energie - reacții nucleare și termonucleare. Acest lucru extinde posibilitățile omului, iar el devine capabil să ocupe orice spațiu ecologic de pe planetă.

Particularitatea omului ca factor ecologic constă în faptul că activitatea sa este de natură activă creatoare. Poate crea un mediu artificial în jurul său, care îl deosebește și de alți factori de mediu.

Factorii mediului natural și artificial afectează în mod constant o persoană.

Tipuri ecologice adaptative ale unei persoane

În procesul de dezvoltare istorică a omenirii, sub influența diverșilor factori naturali și ca urmare a specializării ecologice a populației lumii, în diferite părți ale planetei, adaptativ(adaptat) tipuri al oamenilor.

Tipul adaptiv - norma de reacție, caracterizată prin dezvoltarea fizicului, a parametrilor fiziologici, a proprietăților biochimice și imunologice, oferind o mai bună adaptare a unei persoane la anumite condiții de viață.

Printre cele mai importante moderne ecosistemelor antropice includ orașe, sate, comunicații de transport. material de pe site

ecosistemelor urbane

Schimbarea mediului natural se manifestă clar în orașe. Acumularea deșeurilor industriale și menajere duce la creșterea conținutului de oligoelemente în sol, apă și plante, densitatea mare a populației urbane creează condiții pentru răspândirea pe scară largă a bolilor infecțioase. Ca urmare a poluării aerului, o parte semnificativă a razelor ultraviolete nu ajunge la suprafața pământului. Lumina insuficientă duce la scăderea conținutului de vitamina D din organism.

ecosistemelor rurale

Utilizarea pe scară largă a pesticidelor, erbicidelor și altor substanțe chimice în agricultură poate avea un efect negativ asupra sănătății populației rurale.

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

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

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

Clasificarea factorilor de mediu

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

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

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

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

I. Factori abiotici:

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

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

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

II. Factori biotici:

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

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

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

Citiți mai multe despre factorii biotici în articol

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

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

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

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

Modele generale de influență a factorilor de mediu

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

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

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

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

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

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

Interacțiunea factorilor de mediu

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

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

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

Factori limitatori

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

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

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

Gama autecologică și sinecologică și optimă

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

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

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

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

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