Introducere

În fiecare zi tu, grăbindu-te cu treburile tale, mergi pe stradă, tremurând de frig sau transpirați de căldură. Și după o zi de lucru, mergi la magazin, cumpără mâncare. Ieșind din magazin, opriți în grabă un microbuz care trece și coborâți neputincios la cel mai apropiat loc liber. Pentru mulți, acesta este un mod de viață familiar, nu-i așa? Te-ai gândit vreodată cum merge viața în termeni de ecologie? Existența omului, a plantelor și a animalelor este posibilă doar prin interacțiunea lor. Nu se descurcă fără influența naturii neînsuflețite. Fiecare dintre aceste tipuri de influență are propria sa denumire. Deci, există doar trei tipuri de impact asupra mediului. Aceștia sunt factori antropici, biotici și abiotici. Să ne uităm la fiecare dintre ele și la impactul său asupra naturii.

1. Factori antropici – impactul asupra naturii tuturor formelor de activitate umană

Când este menționat acest termen, nu-mi vine în minte niciun gând pozitiv. Chiar și atunci când oamenii fac ceva bun pentru animale și plante, este din cauza consecințelor lucrurilor rele făcute anterior (de exemplu, braconajul).

Factori antropogeni (exemple):

• Uscarea mlaștinilor.
• Fertilizarea câmpurilor cu pesticide.
• Braconaj.
• Deșeuri industriale (foto).

Concluzie

După cum puteți vedea, practic o persoană dăunează doar mediului. Și din cauza creșterii producției economice și industriale, nici măcar măsurile de protecție a mediului instituite de voluntari rari (crearea de rezerve, mitinguri de mediu) nu mai ajută.

2. Factori biotici – influența faunei sălbatice asupra unei varietăți de organisme

Mai simplu spus, aceasta este interacțiunea dintre plante și animale între ele. Poate fi atât pozitiv, cât și negativ. Există mai multe tipuri de astfel de interacțiuni:

1. Concurență - astfel de relații între indivizi din aceeași specie sau specii diferite, în care utilizarea unei anumite resurse de către unul dintre ei reduce disponibilitatea acesteia pentru alții. În general, în timpul competiției, animalele sau plantele se luptă între ele pentru bucata lor de pâine.

2. Mutualism - o astfel de relație în care fiecare dintre specii primește un anumit beneficiu. Mai simplu spus, atunci când plantele și/sau animalele se completează armonios.

3. Comensalismul este o formă de simbioză între organisme de diferite specii, în care unul dintre ele folosește locuința sau organismul gazdă ca loc de așezare și poate mânca resturile de alimente sau produse ale activității sale vitale. În același timp, nu aduce niciun prejudiciu sau beneficiu proprietarului. În general, un mic plus discret.

Factori biotici (exemple):

Coexistența peștilor și a polipilor de corali, a protozoarelor flagelare și a insectelor, a copacilor și a păsărilor (ex. ciocănitoare), a graurilor și a rinocerilor.

Concluzie

În ciuda faptului că factorii biotici pot fi dăunători pentru animale, plante și oameni, există și beneficii foarte mari de la aceștia.

3. Factori abiotici - impactul naturii neînsuflețite asupra unei varietăți de organisme

Da, iar natura neînsuflețită joacă, de asemenea, un rol important în procesele de viață ale animalelor, plantelor și oamenilor. Poate cel mai important factor abiotic este vremea.

Factori abiotici: exemple

Factorii abiotici sunt temperatura, umiditatea, iluminarea, salinitatea apei și a solului, precum și mediul aerian și compoziția sa gazoasă.

Concluzie

Factorii abiotici pot dăuna animalelor, plantelor și oamenilor, dar totuși le beneficiază în mare parte.

Rezultat

Singurul factor care nu aduce beneficii nimănui este antropic. Da, nici nu aduce nimic bun unei persoane, deși este sigur că schimbă natura pentru binele său și nu se gândește la ce se va transforma acest „bine” pentru el și urmașii săi peste zece ani. Omul a distrus deja complet multe specii de animale și plante care și-au avut locul în ecosistemul mondial. Biosfera Pământului este ca un film în care nu există roluri minore, toate sunt principalele. Acum imaginați-vă că unele dintre ele au fost îndepărtate. Ce s-a intamplat in film? Așa este în natură: dacă cel mai mic grăunte de nisip dispare, marea clădire a Vieții se va prăbuși.

FACTORI ABIOTICI, diverși factori care nu au legătură cu organismele vii, atât benefice cât și nocive, regăsiți în mediul înconjurător organismelor vii. Acestea includ, de exemplu, atmosfera, clima, structurile geologice, cantitatea de lumină, ... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Medii, componente și fenomene de natură neînsuflețită, anorganică (clima, lumină, elemente și substanțe chimice, temperatura, presiunea și mișcarea mediului, solul etc.), care afectează direct sau indirect organismele. Enciclopedică ecologică ...... Dicționar ecologic

factori abiotici- abiotiniai veiksniai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Fiziniai (temperatūra, aplinkos slėgis, klampumas, šviesos, jonizuojančioji spinduliuotė, grunto granulometrinės savybės irės cheminia …) Ekologijos terminų aiskinamasis žodynas

Factori de natură anorganică care afectează organismele vii... Dicţionar medical mare

Factori abiotici- factori ai mediului anorganic, sau neînsuflețit, din grupul factorilor de adaptare la mediu care acționează între speciile biologice și comunitățile acestora, subdivizați în climatici (lumină, temperatură aer, apă, sol, umiditate, vânt), sol... ... Începuturile științelor naturale moderne

FACTORI ABIOTICI- Factori ai mediului anorganic care afectează organismele vii. Acestea includ: compoziția atmosferei, a apelor mari și dulci, a solului, a climei, precum și a condițiilor zooigiene ale clădirilor de animale ... Termeni și definiții utilizate în reproducerea, genetica și reproducerea animalelor de fermă

FACTORI ABIOTICI- (din greacă un prefix negativ și biotikos vital, viu), factori anorganici. medii care afectează organismele vii. K A. f. includ compoziția atmosferei, a mării. și apă dulce, sol, climă. caracteristici (debit pa, presiune etc.). Agregat… Dicţionar Enciclopedic Agricol

factori abiotici- (din greacă. a - un prefix negativ și biōtikós - vital, viu), factori ai mediului anorganic care afectează organismele vii. K A. f. includ compoziția atmosferei, a apelor mari și dulci, a solului, caracteristicile climatice (temperatura ... Agricultură. Dicționar enciclopedic mare

FACTORI ABIOTICI- mediu, ansamblu de condiții ale mediului anorganic care afectează organismul. Chimic A. f.: compoziția chimică a atmosferei, a mării și a apei dulce, a solului sau a sedimentelor de fund. A.f. fizică: temperatură, lumină, presiune barometrică, vânt, ... ... Dicţionar enciclopedic veterinar

Medii, un set de condiții ale mediului anorganic care afectează organismele. A. f. sunt împărțite în chimice (compoziția chimică a atmosferei, mare și apă dulce, sol sau sedimente de fund) și fizice, sau climatice (temperatura, ... ... Marea Enciclopedie Sovietică

Cărți

• Ecologie. Manual. Vultur al Ministerului Apărării al Federației Ruse
• Ecologie. Manual. Vultur al Ministerului Apărării al Federației Ruse, Potapov A.D. Manualul discută legile de bază ale ecologiei ca știință despre interacțiunea organismelor vii cu habitatul lor. Principiile principale ale geoecologiei ca știință a principalelor...

Amintiți-vă încă o dată că factorii abiotici sunt proprietăți de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii. Slide 3 prezintă clasificarea factorilor abiotici.

Temperatura este cel mai important factor climatic. Depinde de ea rata metabolica organismele și lor distribuție geografică. Orice organism este capabil să trăiască într-un anumit interval de temperatură. Și deși pentru diferite tipuri de organisme ( euritermal şi stenotermal) aceste intervale sunt diferite, pentru majoritatea dintre ele zona de temperaturi optime la care funcțiile vitale sunt îndeplinite cel mai activ și eficient este relativ mică. Intervalul de temperaturi în care poate exista viața este de aproximativ 300 C: de la -200 la +100 C. Dar majoritatea speciilor și cea mai mare parte a activității lor sunt limitate la un interval de temperatură și mai îngust. Unele organisme, mai ales în stadiul de repaus, pot exista măcar o perioadă, la temperaturi foarte scăzute. Anumite tipuri de microorganisme, în principal bacterii și alge, sunt capabile să trăiască și să se înmulțească la temperaturi apropiate de punctul de fierbere. Limita superioară pentru bacteriile termale este de 88 C, pentru algele albastre-verzi este de 80 C, iar pentru cei mai rezistenți pești și insecte este de aproximativ 50 C. De regulă, limitele superioare ale factorului sunt mai critice decât cele inferioare, deși multe organisme aflate în apropierea limitelor superioare ale intervalului de toleranță funcționează mai eficient.

La animalele acvatice, intervalul de toleranță la temperatură este de obicei mai îngust decât la animalele terestre, deoarece intervalul de fluctuații de temperatură în apă este mai mic decât pe uscat.

Din punctul de vedere al impactului asupra organismelor vii, variabilitatea temperaturii este extrem de importantă. O temperatură cuprinsă între 10 și 20 C (în medie 15 C) nu afectează neapărat organismul în același mod ca o temperatură constantă de 15 C. Activitatea vitală a organismelor, care în natură sunt de obicei expuse la temperaturi variabile, este complet sau parțial suprimat sau încetinit de temperatura constantă. Cu ajutorul temperaturii variabile a fost posibilă accelerarea dezvoltării ouălor de lăcuste cu o medie de 38,6% față de dezvoltarea lor la o temperatură constantă. Nu este încă clar dacă efectul de accelerare se datorează fluctuațiilor de temperatură în sine sau creșterii sporite cauzate de o creștere pe termen scurt a temperaturii și de o încetinire necompensată a creșterii atunci când aceasta este scăzută.

Astfel, temperatura este un factor important și foarte adesea limitativ. Ritmurile temperaturii controlează în mare măsură activitatea sezonieră și diurnă a plantelor și animalelor. Temperatura creează adesea zonarea și stratificarea în habitatele acvatice și terestre.

Apă necesar din punct de vedere fiziologic pentru orice protoplasmă. Din punct de vedere ecologic, servește ca factor limitator atât în ​​habitatele terestre, cât și în cele acvatice, unde cantitatea sa este supusă unor fluctuații puternice, sau unde salinitatea ridicată contribuie la pierderea apei de către organism prin osmoză. Toate organismele vii, în funcție de nevoia lor de apă și, în consecință, de diferențele de habitat, sunt împărțite într-o serie de grupuri ecologice: acvatice sau hidrofil- traieste constant in apa; higrofil- trăiesc în habitate foarte umede; mezofilă- caracterizat printr-o nevoie moderată de apă şi xerofil- trăiesc în habitate uscate.

Precipitare iar umiditatea sunt marimile principale masurate in studiul acestui factor. Cantitatea de precipitații depinde în principal de traseele și natura mișcărilor mari ale maselor de aer. De exemplu, vânturile care sufla din ocean lasă cea mai mare parte a umezelii pe versanții cu fața spre ocean, rezultând o „umbră de ploaie” în spatele munților, contribuind la formarea deșertului. Deplasându-se spre interior, aerul acumulează o anumită cantitate de umiditate, iar cantitatea de precipitații crește din nou. Deșerturile tind să fie situate în spatele lanțurilor muntoase înalte sau de-a lungul coastelor unde vânturile sufla din vaste regiuni uscate interioare, mai degrabă decât din ocean, cum ar fi deșertul Nami din Africa de Sud-Vest. Distribuția precipitațiilor pe sezon este un factor limitator extrem de important pentru organisme. Condițiile create de distribuția uniformă a precipitațiilor sunt destul de diferite de cele produse de precipitațiile pe parcursul unui sezon. În acest caz, animalele și plantele trebuie să suporte perioade de secetă prelungită. De regulă, distribuția neuniformă a precipitațiilor de-a lungul anotimpurilor are loc la tropice și subtropice, unde anotimpurile umede și uscate sunt adesea bine definite. În zona tropicală, ritmul sezonier al umidității reglează activitatea sezonieră a organismelor într-un mod similar cu ritmul sezonier al căldurii și luminii din zona temperată. Roua poate fi o contribuție semnificativă, iar în locurile cu precipitații reduse, o contribuție foarte importantă la precipitațiile totale.

Umiditate - un parametru care caracterizează conținutul de vapori de apă din aer. umiditate absolută numită cantitatea de vapori de apă pe unitatea de volum de aer. În legătură cu dependența cantității de vapori reținute de aer de temperatură și presiune, conceptul umiditate relativă este raportul dintre vaporii conținuti în aer și vaporii saturați la o temperatură și presiune date. Deoarece în natură există un ritm zilnic al umidității - o creștere pe timp de noapte și o scădere în timpul zilei și fluctuația acestuia pe verticală și pe orizontală, acest factor, împreună cu lumina și temperatura, joacă un rol important în reglarea activității organismelor. Umiditatea modifică efectele temperaturii altitudinii. De exemplu, în condiții de umiditate apropiate de critice, temperatura are un efect limitator mai important. În mod similar, umiditatea joacă un rol mai critic dacă temperatura este aproape de valorile limită. Rezervoarele mari înmoaie în mod semnificativ clima terestră, deoarece apa este caracterizată de o căldură latentă mare de vaporizare și topire. De fapt, există două tipuri principale de climă: continental cu temperaturi şi umiditate extreme şi nautic, care se caracterizează prin fluctuații mai puțin ascuțite, care se explică prin efectul de moderare al rezervoarelor mari.

Aprovizionarea cu apă de suprafață disponibilă pentru organismele vii depinde de cantitatea de precipitații dintr-o zonă dată, dar aceste valori nu sunt întotdeauna aceleași. Astfel, folosind surse subterane, de unde apa provine din alte zone, animalele si plantele pot primi mai multa apa decat din aportul acesteia cu precipitatii. În schimb, apa de ploaie devine uneori imediat inaccesibilă organismelor.

Radiația solară sunt unde electromagnetice de diferite lungimi. Este absolut necesar pentru natura vie, deoarece este principala sursă externă de energie. Spectrul de distribuție a energiei radiațiilor solare în afara atmosferei terestre (Fig. 6) arată că aproximativ jumătate din energia solară este emisă în regiunea infraroșu, 40% în regiunea vizibilă și 10% în regiunile ultraviolete și cu raze X.

Trebuie avut în vedere faptul că spectrul radiației electromagnetice a Soarelui este foarte larg (Fig. 7) iar intervalele sale de frecvență afectează materia vie în moduri diferite. Atmosfera Pământului, inclusiv stratul de ozon, selectiv, adică selectiv în intervale de frecvență, absoarbe energia radiației electromagnetice a Soarelui și în principal radiația cu o lungime de undă de 0,3 până la 3 microni ajunge la suprafața Pământului. Radiația cu lungime de undă mai lungă și mai scurtă este absorbită de atmosferă.

Odată cu creșterea distanței zenitale a Soarelui, conținutul relativ al radiației infraroșii crește (de la 50 la 72%).

Pentru materia vie, semnele calitative ale luminii sunt importante - lungimea de undă, intensitatea și durata expunerii.

Se știe că animalele și plantele răspund la modificările lungimii de undă a luminii. Viziunea culorilor este reperată la diferite grupuri de animale: este bine dezvoltată la unele specii de artropode, pești, păsări și mamifere, dar la alte specii din aceleași grupuri poate fi absentă.

Viteza fotosintezei variază în funcție de lungimea de undă a luminii. De exemplu, atunci când lumina trece prin apă, părțile roșii și albastre ale spectrului sunt filtrate, iar lumina verzuie rezultată este slab absorbită de clorofilă. Cu toate acestea, algele roșii au pigmenți suplimentari (ficoeritrine) care le permit să valorifice această energie și să trăiască la adâncimi mai mari decât algele verzi.

Atât la plantele terestre, cât și la cele acvatice, fotosinteza este legată de intensitatea luminii într-o relație liniară până la un nivel optim de saturație luminoasă, urmată în multe cazuri de o scădere a fotosintezei la intensități mari de lumina directă a soarelui. La unele plante, cum ar fi eucalipt, fotosinteza nu este inhibată de lumina directă a soarelui. În acest caz, are loc compensarea factorilor, deoarece plantele individuale și comunitățile întregi se adaptează la diferite intensități luminoase, devenind adaptate la umbră (diatomee, fitoplancton) sau la lumina directă a soarelui.

Lungimea zilei, sau fotoperioada, este un „releu de timp” sau un mecanism de declanșare care include o secvență de procese fiziologice care duc la creșterea, înflorirea multor plante, năpârlirea și acumularea de grăsime, migrarea și reproducerea la păsări și mamifere și debut. de diapauză la insecte. Unele plante superioare înfloresc cu o creștere a lungimii zilei (plante de zi lungă), altele înfloresc cu o scurtare a zilei (plante de zi scurtă). În multe organisme sensibile la fotoperioade, setarea ceasului biologic poate fi modificată prin schimbarea experimentală a fotoperioadei.

radiatii ionizante scoate electronii din atomi și îi atașează de alți atomi pentru a forma perechi de ioni pozitivi și negativi. Sursa sa sunt substanțele radioactive conținute în roci, în plus, provine din spațiu.

Diferite tipuri de organisme vii diferă foarte mult în capacitatea lor de a rezista la doze mari de expunere la radiații. De exemplu, o doză de 2 Sv (Ziver) provoacă moartea embrionilor unor insecte în stadiul de zdrobire, o doză de 5 Sv duce la sterilitatea unor specii de insecte, o doză de 10 Sv este absolut letală pentru mamifere. . După cum arată datele celor mai multe studii, celulele cu diviziune rapidă sunt cele mai sensibile la radiații.

Impactul dozelor mici de radiații este mai dificil de evaluat, deoarece pot provoca consecințe genetice și somatice pe termen lung. De exemplu, iradierea pinului cu o doză de 0,01 Sv pe zi timp de 10 ani a provocat o încetinire a ratei de creștere, similară cu o singură doză de 0,6 Sv. O creștere a nivelului de radiație în mediu deasupra fundalului duce la o creștere a frecvenței mutațiilor dăunătoare.

La plantele superioare, sensibilitatea la radiațiile ionizante este direct proporțională cu dimensiunea nucleului celular, sau mai degrabă cu volumul cromozomilor sau cu conținutul de ADN.

La animalele superioare nu s-a găsit o relație atât de simplă între sensibilitate și structura celulară; pentru ei, sensibilitatea sistemelor individuale de organe este mai importantă. Astfel, mamiferele sunt foarte sensibile chiar și la doze mici de radiații datorită faptului că țesutul hematopoietic care se divide rapid al măduvei osoase este ușor deteriorat prin iradiere. Chiar și nivelurile foarte scăzute de radiații ionizante cu acțiune cronică pot provoca creșterea celulelor tumorale în oase și alte țesuturi sensibile, care pot să nu apară decât la mulți ani după expunere.

Compoziția gazelor atmosfera este de asemenea un factor climatic important (Fig. 8). Cu aproximativ 3-3,5 miliarde de ani în urmă, atmosfera conținea azot, amoniac, hidrogen, metan și vapori de apă și nu exista oxigen liber în ea. Compoziția atmosferei a fost determinată în mare măsură de gazele vulcanice. Din cauza lipsei de oxigen, nu exista un ecran de ozon care să blocheze radiațiile ultraviolete ale soarelui. De-a lungul timpului, din cauza proceselor abiotice, oxigenul a început să se acumuleze în atmosfera planetei și a început formarea stratului de ozon. Aproximativ la mijlocul Paleozoicului, consumul de oxigen a devenit egal cu formarea lui, în această perioadă conținutul de O2 din atmosferă era apropiat de cel modern - aproximativ 20%. Mai departe, de la mijlocul devonianului se observă fluctuații ale conținutului de oxigen. La sfârșitul Paleozoicului, a avut loc o scădere vizibilă a conținutului de oxigen și o creștere a conținutului de dioxid de carbon, până la aproximativ 5% din nivelul actual, ceea ce a dus la schimbările climatice și, aparent, a servit drept imbold pentru înfloririle abundente „autotrofe”. , care a creat rezerve de combustibili fosili de hidrocarburi. Aceasta a fost urmată de o revenire treptată într-o atmosferă cu un conținut scăzut de dioxid de carbon și un conținut ridicat de oxigen, după care raportul O2/CO2 rămâne într-o stare de așa-numit echilibru staționar oscilator.

În prezent, atmosfera Pământului are următoarea compoziție: oxigen ~ 21%, azot ~ 78%, dioxid de carbon ~ 0,03%, gaze inerte și impurități ~ 0,97%. Interesant este că concentrațiile de oxigen și dioxid de carbon sunt limitative pentru multe plante superioare. La multe plante, este posibilă creșterea eficienței fotosintezei prin creșterea concentrației de dioxid de carbon, dar este puțin cunoscut faptul că o scădere a concentrației de oxigen poate duce și la o creștere a fotosintezei. În experimente pe leguminoase și multe alte plante, s-a demonstrat că scăderea conținutului de oxigen din aer la 5% crește intensitatea fotosintezei cu 50%. Azotul joacă, de asemenea, un rol important. Acesta este cel mai important element biogen implicat în formarea structurilor proteice ale organismelor. Vântul are un efect limitativ asupra activității și distribuției organismelor.

Vânt poate chiar modifica aspectul plantelor, mai ales în acele habitate, de exemplu, în zonele alpine, unde alți factori au un efect limitativ. S-a demonstrat experimental că în habitatele montane deschise, vântul limitează creșterea plantelor: atunci când a fost construit un zid pentru a proteja plantele de vânt, înălțimea plantelor creștea. Furtunile sunt de mare importanță, deși acțiunea lor este pur locală. Uraganele și vânturile obișnuite pot transporta animale și plante pe distanțe lungi și, prin urmare, pot schimba compoziția comunităților.

Presiunea atmosferică , aparent, nu este un factor limitator al acțiunii directe, dar este direct legat de vreme și climă, care au un efect direct limitator.

Condițiile apei creează un habitat deosebit pentru organisme, care diferă de cel terestru în primul rând prin densitate și vâscozitate. Densitate apă de aproximativ 800 de ori și viscozitate de aproximativ 55 de ori mai mare decât cea a aerului. Impreuna cu densitate și viscozitate Cele mai importante proprietăți fizice și chimice ale mediului acvatic sunt: ​​stratificarea temperaturii, adică schimbarea temperaturii de-a lungul adâncimii corpului de apă și periodice. temperatura se schimba in timp, precum și transparenţă apa, care determină regimul de lumină sub suprafața sa: fotosinteza algelor verzi și violete, a fitoplanctonului și a plantelor superioare depinde de transparență.

Ca și în atmosferă, un rol important îl joacă compoziția gazelor mediu acvatic. În habitatele acvatice, cantitatea de oxigen, dioxid de carbon și alte gaze dizolvate în apă și, prin urmare, disponibile organismelor variază foarte mult în timp. În corpurile de apă cu un conținut ridicat de materie organică, oxigenul este factorul limitator de o importanță capitală. În ciuda solubilității mai bune a oxigenului în apă în comparație cu azotul, chiar și în cel mai favorabil caz, apa conține mai puțin oxigen decât aerul, aproximativ 1% din volum. Solubilitatea este afectată de temperatura apei și de cantitatea de săruri dizolvate: cu scăderea temperaturii, solubilitatea oxigenului crește, cu creșterea salinității, aceasta scade. Aportul de oxigen în apă este reînnoit datorită difuziei din aer și fotosintezei plantelor acvatice. Oxigenul difuzează în apă foarte lent, difuzia este facilitată de mișcarea vântului și a apei. După cum am menționat deja, cel mai important factor care asigură producerea fotosintetică a oxigenului este lumina care pătrunde în coloana de apă. Astfel, conținutul de oxigen din apă variază în funcție de ora zilei, anotimp și locație.

Conținutul de dioxid de carbon din apă poate varia foarte mult, dar dioxidul de carbon se comportă diferit față de oxigen, iar rolul său ecologic este puțin înțeles. Dioxidul de carbon se dizolvă bine în apă, în plus, CO2 intră în apă, care se formează în timpul respirației și descompunerii, precum și din sol sau surse subterane. Spre deosebire de oxigen, dioxidul de carbon reacționează cu apa:

cu formarea acidului carbonic, care reacţionează cu varul, formând CO22- carbonaţi şi HCO3-hidrocarbonati. Acești compuși mențin concentrația ionilor de hidrogen la un nivel apropiat de neutru. O cantitate mică de dioxid de carbon în apă crește intensitatea fotosintezei și stimulează dezvoltarea multor organisme. O concentrație mare de dioxid de carbon este un factor limitator pentru animale, deoarece este însoțită de un conținut scăzut de oxigen. De exemplu, dacă conținutul de dioxid de carbon liber din apă este prea mare, mulți pești mor.

Aciditate - concentrația ionilor de hidrogen (pH) - este strâns legată de sistemul carbonatic. Valoarea pH-ului se modifică în intervalul 0? pH-ul? 14: la pH=7 mediul este neutru, la pH<7 - кислая, при рН>7 - alcalin. Dacă aciditatea nu se apropie de valori extreme, atunci comunitățile sunt capabile să compenseze modificările acestui factor - toleranța comunității la intervalul de pH este foarte semnificativă. Aciditatea poate servi ca un indicator al ratei metabolice globale a unei comunități. Apele cu pH scăzut conțin puțini nutrienți, astfel încât productivitatea este extrem de scăzută.

Salinitate - continutul de carbonati, sulfati, cloruri etc. - este un alt factor abiotic semnificativ în corpurile de apă. În apele dulci există puține săruri, dintre care aproximativ 80% sunt carbonați. Conținutul de minerale din oceanele lumii este în medie de 35 g/l. Organismele din oceane deschise sunt în general stenohaline, în timp ce organismele din apă salmară de coastă sunt în general eurihaline. Concentrația de sare din fluidele corporale și țesuturile majorității organismelor marine este izotonică cu concentrația de sare din apa de mare, astfel încât nu există probleme cu osmoreglarea.

curgere nu numai că afectează foarte mult concentrația de gaze și nutrienți, dar acționează și direct ca un factor limitator. Multe plante și animale de râu sunt adaptate morfologic și fiziologic într-un mod special pentru a-și menține poziția în pârâu: au limite bine definite de toleranță la factorul de curgere.

presiune hidrostatica în ocean este de mare importanță. Cu scufundarea în apă la 10 m, presiunea crește cu 1 atm (105 Pa). În partea cea mai adâncă a oceanului, presiunea atinge 1000 atm (108 Pa). Multe animale sunt capabile să tolereze fluctuații bruște de presiune, mai ales dacă nu au aer liber în corpul lor. În caz contrar, se poate dezvolta embolie gazoasă. Presiunile ridicate, caracteristice adâncimii mari, de regulă, inhibă procesele vitale.

Solul este un strat de materie care se află deasupra rocilor scoarței terestre. Omul de știință rus - naturalistul Vasily Vasilyevich Dokuchaev în 1870 a fost primul care a considerat solul ca un mediu dinamic și nu un mediu inert. El a demonstrat că solul este în continuă schimbare și dezvoltare, iar în zona sa activă au loc procese chimice, fizice și biologice. Solul se formează ca urmare a interacțiunii complexe a climei, plantelor, animalelor și microorganismelor. Academicianul sovietic Vasily Robertovich Williams a dat o altă definiție a solului - este un orizont de suprafață liber de pământ capabil să producă culturi. Creșterea plantelor depinde de conținutul de nutrienți esențiali din sol și de structura acestuia.

Compoziția solului include patru componente structurale principale: baza minerală (de obicei 50-60% din compoziția totală a solului), materie organică (până la 10%), aer (15-25%) și apă (25-30% ).

Scheletul mineral al solului - este o componentă anorganică care s-a format din roca-mamă ca urmare a intemperiilor sale.

Peste 50% din compoziția minerală a solului este silice SiO2, de la 1 la 25% este reprezentată de alumina Al2O3, de la 1 la 10% - de oxizi de fier Fe2O3, de la 0,1 la 5% - de oxizi de magneziu, potasiu, fosfor, calciu. Elementele minerale care formează substanța scheletului solului variază în dimensiune: de la bolovani și pietre până la boabe de nisip - particule cu diametrul de 0,02-2 mm, nămol - particule cu un diametru de 0,002-0,02 mm și cele mai mici particule de argilă mai puțin. mai mult de 0,002 mm în diametru. Raportul lor determină structura mecanică a solului . Este de mare importanță pentru agricultură. Argilele și argilele, care conțin cantități aproximativ egale de argilă și nisip, sunt de obicei potrivite pentru creșterea plantelor, deoarece conțin suficienti nutrienți și sunt capabile să rețină umiditatea. Solurile nisipoase se scurg mai repede și pierd nutrienți prin levigare, dar sunt mai benefice pentru recoltele timpurii, deoarece suprafața lor se usucă mai repede primăvara decât solurile argiloase, rezultând o încălzire mai bună. Pe măsură ce solul devine mai pietros, capacitatea sa de a reține apa scade.

materie organică Solul se formează prin descompunerea organismelor moarte, a părților lor și a excrementelor. Resturile organice incomplet descompuse se numesc așternut, iar produsul final al descompunerii - o substanță amorfă în care nu mai este posibil să se recunoască materialul original - se numește humus. Datorită proprietăților sale fizice și chimice, humusul îmbunătățește structura și aerarea solului, precum și crește capacitatea de reținere a apei și a nutrienților.

Concomitent cu procesul de humificare, elementele vitale trec de la compușii organici la cei anorganici, de exemplu: azot - în ioni de amoniu NH4 +, fosfor - în ortofosforări H2PO4-, sulf - în sulfati SO42-. Acest proces se numește mineralizare.

Aerul din sol, ca și apa din sol, este situat în porii dintre particulele de sol. Porozitatea crește de la argile la lut și nisipuri. Între sol și atmosferă are loc schimbul liber de gaze, drept urmare compoziția gazelor din ambele medii are o compoziție similară. De obicei, aerul din sol, datorită respirației organismelor care îl locuiesc, are ceva mai puțin oxigen și mai mult dioxid de carbon decât aerul atmosferic. Oxigenul este esențial pentru rădăcinile plantelor, animalele din sol și organismele care descompun materia organică în constituenți anorganici. Dacă există un proces de îmbinare cu apă, atunci aerul din sol este deplasat de apă și condițiile devin anaerobe. Solul devine treptat acid pe măsură ce organismele anaerobe continuă să producă dioxid de carbon. Solul, dacă nu este bogat în baze, poate deveni extrem de acid, iar acest lucru, împreună cu epuizarea rezervelor de oxigen, afectează negativ microorganismele solului. Condițiile anaerobe prelungite duc la moartea plantelor.

Particulele de sol rețin o anumită cantitate de apă în jurul lor, ceea ce determină conținutul de umiditate al solului. O parte din ea, numită apă gravitațională, se poate infiltra liber în adâncurile solului. Acest lucru duce la levigarea diferitelor minerale, inclusiv azotul, din sol. Apa poate fi, de asemenea, reținută în jurul particulelor coloidale individuale sub forma unui film subțire, puternic, coeziv. Această apă se numește higroscopică. Este adsorbit pe suprafața particulelor datorită legăturilor de hidrogen. Această apă este cea mai puțin accesibilă rădăcinilor plantelor și este ultima care este reținută în soluri foarte uscate. Cantitatea de apă higroscopică depinde de conținutul de particule coloidale din sol, prin urmare, în solurile argiloase este mult mai mare - aproximativ 15% din masa solului, decât în ​​solurile nisipoase - aproximativ 0,5%. Pe măsură ce straturile de apă se acumulează în jurul particulelor de sol, aceasta începe să umple mai întâi porii îngusti dintre aceste particule, apoi se răspândește în pori din ce în ce mai largi. Apa higroscopică se transformă treptat în apă capilară, care este ținută în jurul particulelor de sol de forțele de tensiune superficială. Apa capilară se poate ridica prin pori și tubuli îngusti de la nivelul apei subterane. Plantele absorb ușor apa capilară, care joacă cel mai mare rol în aprovizionarea lor obișnuită cu apă. Spre deosebire de umiditatea higroscopică, această apă se evaporă ușor. Solurile cu textură fină, cum ar fi argilele, rețin mai multă apă capilară decât solurile cu textura grosieră, cum ar fi nisipurile.

Apa este esențială pentru toate organismele din sol. Pătrunde în celulele vii prin osmoză.

Apa este, de asemenea, importantă ca solvent pentru nutrienții și gazele absorbite din soluția apoasă de rădăcinile plantelor. Ia parte la distrugerea rocii-mamă de la baza solului și la procesul de formare a solului.

Proprietățile chimice ale solului depind de conținutul de substanțe minerale care se află în el sub formă de ioni dizolvați. Unii ioni sunt otrăvitori pentru plante, alții sunt vitali. Concentrația ionilor de hidrogen în sol (aciditate) pH> 7, adică, în medie, aproape de neutru. Flora unor astfel de soluri este deosebit de bogată în specii. Solurile de var si saline au pH = 8...9, iar solurile de turba - pana la 4. Pe aceste soluri se dezvolta vegetatie specifica.

Solul este locuit de multe tipuri de organisme vegetale și animale care îi afectează caracteristicile fizico-chimice: bacterii, alge, ciuperci sau protozoare, viermi și artropode. Biomasa lor în diverse soluri este (kg/ha): bacterii 1000-7000, ciuperci microscopice - 100-1000, alge 100-300, artropode - 1000, viermi 350-1000.

Procesele de sinteză, biosinteză se desfășoară în sol, apar diverse reacții chimice de transformare a substanțelor, asociate cu activitatea vitală a bacteriilor. În absența unor grupuri specializate de bacterii în sol, rolul lor este jucat de animalele din sol, care transformă reziduurile mari de plante în particule microscopice și pun astfel substanțele organice la dispoziția microorganismelor.

Substantele organice sunt produse de plante folosind saruri minerale, energie solara si apa. Astfel, solul pierde mineralele pe care plantele le-au luat din el. În păduri, o parte din substanțele nutritive sunt returnate în sol prin căderea frunzelor. Plantele cultivate retrag semnificativ mai mulți nutrienți din sol într-o perioadă de timp decât revin la acesta. De regulă, pierderile de nutrienți sunt completate prin aplicarea de îngrășăminte minerale, care, în general, nu pot fi utilizate direct de către plante și trebuie transformate de către microorganisme într-o formă disponibilă biologic. În absența unor astfel de microorganisme, solul își pierde fertilitatea.

Principalele procese biochimice au loc în stratul superior al solului cu o grosime de până la 40 cm, deoarece acesta găzduiește cel mai mare număr de microorganisme. Unele bacterii participă la ciclul de transformare a unui singur element, altele - la ciclurile de transformare a multor elemente. Dacă bacteriile mineralizează materia organică - descompun materia organică în compuși anorganici, atunci protozoarele distrug o cantitate în exces de bacterii. Râmele, larvele gândacului, acarienii afânează solul și contribuie astfel la aerarea acestuia. În plus, procesează substanțe organice greu de descompus.

Factorii abiotici ai habitatului organismelor vii includ, de asemenea factori de relief (topografie) . Influența topografiei este strâns legată de alți factori abiotici, deoarece poate influența puternic clima locală și dezvoltarea solului.

Principalul factor topografic este înălțimea deasupra nivelului mării. Odată cu altitudinea, temperaturile medii scad, diferența de temperatură zilnică crește, cantitatea de precipitații, viteza vântului și intensitatea radiației cresc, presiunea atmosferică și concentrațiile de gaze scad. Toți acești factori afectează plantele și animalele, determinând zonalitate verticală.

lanțuri muntoase poate servi drept bariere climatice. Munții servesc și ca bariere în calea răspândirii și migrației organismelor și pot juca rolul de factor limitator în procesele de speciație.

Un alt factor topografic este expunerea pantei . În emisfera nordică, versanții orientați spre sud primesc mai multă lumină solară, astfel încât intensitatea luminii și temperatura sunt mai ridicate aici decât în ​​fundul văilor și pe versanții expunerii nordice. Situația este inversată în emisfera sudică.

Un factor important de relief este, de asemenea abruptul pantei . Pantele abrupte se caracterizează prin drenaj rapid și eroziunea solului, astfel că solurile de aici sunt subțiri și mai uscate. Dacă panta depășește 35b, solul și vegetația de obicei nu se formează, dar se creează sgherii de material liber.

Dintre factorii abiotici, trebuie acordată o atenție deosebită focul sau foc . În prezent, ecologistii au ajuns la opinia fără echivoc că focul ar trebui să fie considerat unul dintre factorii abiotici naturali, împreună cu factorii climatici, edafici și alți factori.

Incendiile ca factor de mediu sunt de diferite tipuri și lasă în urmă diverse consecințe. Incendiile montate sau sălbatice, adică foarte intense și incontrolabile, distrug toată vegetația și toată materia organică din sol, în timp ce consecințele incendiilor de sol sunt cu totul altele. Incendiile de coroană au un efect limitativ asupra majorității organismelor - comunitatea biotică trebuie să o ia de la capăt cu puținul rămas și trebuie să treacă mulți ani înainte ca situl să redevină productiv. Incendiile de sol, dimpotrivă, au un efect selectiv: pentru unele organisme sunt mai limitative, pentru altele sunt un factor mai puțin limitativ și contribuie astfel la dezvoltarea organismelor cu toleranță ridicată la incendii. În plus, focurile mici de pământ completează acțiunea bacteriilor prin descompunerea plantelor moarte și grăbirea transformării nutrienților minerali într-o formă potrivită pentru utilizare de către noile generații de plante.

Dacă incendiile la sol apar în mod regulat la fiecare câțiva ani, există puțin lemn mort pe sol, acest lucru reduce probabilitatea incendiilor de coroană. În pădurile care nu au ars de mai bine de 60 de ani, se acumulează atât de mult așternut combustibil și lemn mort, încât atunci când se aprinde, un foc de coroană este aproape inevitabil.

Plantele au dezvoltat adaptări speciale la foc, la fel cum au făcut-o cu alți factori abiotici. În special, mugurii de cereale și pini sunt ascunși de foc în adâncurile ciorchinilor de frunze sau ace. În habitatele arse periodic, aceste specii de plante beneficiază, deoarece focul contribuie la conservarea lor prin promovarea selectivă a prosperității lor. Speciile cu frunze late sunt lipsite de dispozitive de protecție împotriva focului, este distructiv pentru ele.

Astfel, incendiile mențin stabilitatea doar a unor ecosisteme. Pentru pădurile tropicale de foioase și umede, al căror echilibru s-a dezvoltat fără influența focului, chiar și un incendiu la sol poate provoca pagube mari, distrugând orizontul superior al solului bogat în humus, ducând la erodarea și scurgerea substanțelor nutritive din acesta.

Întrebarea „a arde sau a nu arde” este neobișnuită pentru noi. Efectele burnout-ului pot fi foarte diferite în funcție de timp și intensitate. Datorită neglijenței lor, o persoană provoacă adesea o creștere a frecvenței incendiilor sălbatice, așa că este necesar să lupți activ pentru siguranța la incendiu în păduri și zone de recreere. În niciun caz o persoană privată nu are dreptul de a provoca intenționat sau accidental un incendiu în natură. Cu toate acestea, este necesar să se știe că folosirea focului de către oameni special instruiți face parte din utilizarea adecvată a terenului.

Pentru condițiile abiotice, toate legile considerate ale impactului factorilor de mediu asupra organismelor vii sunt valabile. Cunoașterea acestor legi ne permite să răspundem la întrebarea: de ce s-au format diferite ecosisteme în diferite regiuni ale planetei? Motivul principal este particularitatea condițiilor abiotice ale fiecărei regiuni.

Populațiile sunt concentrate într-o anumită zonă și nu pot fi distribuite peste tot cu aceeași densitate, deoarece au o gamă limitată de toleranță în raport cu factorii de mediu. În consecință, fiecare combinație de factori abiotici este caracterizată de propriile tipuri de organisme vii. Multe opțiuni pentru combinații de factori abiotici și specii de organisme vii adaptate acestora determină diversitatea ecosistemelor de pe planetă.

Mediul sol-aer al vieții și caracteristicile sale. Adaptări ale organismelor la viața în mediul sol-aer

Mediul de viață acvatic. Adaptarea organismelor la mediul acvatic

Experimentați efectul cumulativ al diferitelor condiții. Factorii abiotici, factorii biotici și antropici afectează caracteristicile vieții și adaptării lor.

Care sunt factorii de mediu?

Toate condițiile de natură neînsuflețită se numesc factori abiotici. Aceasta este, de exemplu, cantitatea de radiație solară sau umiditate. Factorii biotici includ toate tipurile de interacțiuni între organismele vii. În ultimii ani, activitatea umană are o influență din ce în ce mai mare asupra organismelor vii. Acest factor este antropic.

Factori abiotici de mediu

Acțiunea factorilor de natură neînsuflețită depinde de condițiile climatice ale habitatului. Una dintre ele este lumina soarelui. Intensitatea fotosintezei și, prin urmare, saturația aerului cu oxigen, depinde de cantitatea acestuia. Este de această substanță de care organismele vii au nevoie pentru respirație.

Factorii abiotici includ, de asemenea, temperatura și umiditatea aerului. Diversitatea speciilor și sezonul de creștere al plantelor, caracteristicile ciclului de viață al animalelor depind de ele. Organismele vii se adaptează la acești factori în moduri diferite. De exemplu, majoritatea angiospermelor își vărsează frunzele pentru iarnă pentru a evita pierderea excesivă de umiditate. Plantele de deșert au care atinge adâncimi considerabile. Acest lucru le oferă cantitatea necesară de umiditate. Primrozele au timp să crească și să înflorească în câteva săptămâni de primăvară. Și perioada de vară uscată și iarnă rece, cu puțină zăpadă, o experimentează sub pământ sub formă de ceapă. Această modificare subterană a lăstarilor acumulează o cantitate suficientă de apă și substanțe nutritive.

Factorii abiotici de mediu implică și influența factorilor locali asupra organismelor vii. Acestea includ natura reliefului, compoziția chimică și saturația solurilor cu humus, nivelul de salinitate al apei, natura curenților oceanici, direcția și viteza vântului și direcția radiației. Influența lor se manifestă atât direct, cât și indirect. Astfel, natura reliefului determină efectul vântului, al umidității și al iluminării.

Influența factorilor abiotici

Factorii naturii neînsuflețite au o natură diferită a impactului asupra organismelor vii. Monodominanta este impactul unei influențe predominante cu o ușoară manifestare a restului. De exemplu, dacă în sol nu există suficient azot, sistemul radicular se dezvoltă la un nivel insuficient și alte elemente nu pot influența dezvoltarea acestuia.

Întărirea acțiunii mai multor factori în același timp este o manifestare a sinergiei. Deci, dacă există suficientă umiditate în sol, plantele încep să absoarbă mai bine atât azotul, cât și radiația solară. Factorii abiotici, factorii biotici și factorii antropici pot fi provocatori. Odată cu debutul timpuriu al dezghețului, cel mai probabil plantele vor suferi de îngheț.

Caracteristicile acțiunii factorilor biotici

Factorii biotici includ diferite forme de influență a organismelor vii unele asupra altora. Ele pot fi, de asemenea, directe și indirecte și par destul de polare. În anumite cazuri, organismele nu au niciun efect. Aceasta este o manifestare tipică a neutralismului. Acest fenomen rar este considerat numai în absența interacțiunii directe a organismelor între ele. Trăind într-o biogeocenoză comună, veverițele și elanii nu interacționează în niciun fel. Cu toate acestea, ele sunt afectate de raportul cantitativ general din sistemul biologic.

Exemple de factori biotici

Comensalismul este, de asemenea, un factor biotic. De exemplu, atunci când căprioarele poartă fructe de brusture, nu primesc niciun beneficiu sau rău din aceasta. În același timp, aduc beneficii semnificative, așezând multe tipuri de plante.

Între organisme apar adesea și Exemplele lor sunt mutualismul și simbioza. În primul caz, există o coabitare reciproc avantajoasă a organismelor din diferite specii. Un exemplu tipic de mutualism este crabul pustnic și anemona. Floarea sa prădătoare este o apărare de încredere a artropodelor. Și coaja de anemone de mare este folosită ca locuință.

O coabitare reciproc avantajoasă mai strânsă este simbioza. Exemplul său clasic este lichenii. Acest grup de organisme este o colecție de filamente de ciuperci și celule de alge albastru-verzi.

Factorii biotici, exemple dintre care am luat în considerare, pot fi completați cu prădarea. În acest tip de interacțiune, organismele unei specii sunt hrană pentru celelalte. Într-un caz, prădătorii atacă, ucid și mănâncă prada lor. În altul, ei sunt angajați în căutarea de organisme din anumite specii.

Acțiunea factorilor antropici

Factorii abiotici, factorii biotici au fost de multă vreme singurii care afectează organismele vii. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea societății umane, influența acesteia asupra naturii a crescut din ce în ce mai mult. Celebrul om de știință V. I. Vernadsky a evidențiat chiar și o înveliș separat creat de activitatea umană, pe care a numit-o Noosferă. Defrișările, arătura nelimitată a pământului, exterminarea multor specii de plante și animale, utilizarea nerezonabilă a resurselor naturale sunt principalii factori care modifică mediul.

Habitatul și factorii săi

Factorii biotici, ale căror exemple au fost date, împreună cu alte grupuri și forme de influențe, au propria lor semnificație în diferite habitate. Activitatea vitală sol-aer a organismelor depinde în mare măsură de fluctuațiile temperaturii aerului. Și în apă, același indicator nu este atât de important. Acțiunea factorului antropic în acest moment este de o importanță deosebită în toate habitatele altor organisme vii.

și adaptarea organismelor

Un grup separat pot fi identificați factorii care limitează activitatea vitală a organismelor. Se numesc limitare sau limitare. Pentru plantele de foioase, factorii abiotici includ cantitatea de radiație solară și umiditatea. Ele sunt limitative. În mediul acvatic, nivelul său de salinitate și compoziția chimică sunt limitative. Deci încălzirea globală duce la topirea ghețarilor. La rândul său, aceasta implică o creștere a conținutului de apă dulce și o scădere a salinității acesteia. Ca urmare, organismele vegetale și animale care nu se pot adapta la schimbările acestui factor și se adaptează mor inevitabil. În acest moment, aceasta este o problemă globală de mediu a omenirii.

Deci, factorii abiotici, factorii biotici și factorii antropici acționează împreună asupra diferitelor grupuri de organisme vii din habitate, reglând numărul și procesele de viață ale acestora, modificând bogăția de specii a planetei.

Aceștia sunt 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).

Ușoară

(radiația solară) - un factor de mediu caracterizat prin intensitatea și calitatea energiei radiante a Soarelui, care este folosit de plantele verzi fotosintetice pentru a crea biomasă vegetală. Lumina soarelui care ajunge la suprafața Pământului este principala sursă de energie pentru menținerea echilibrului termic al planetei, metabolismul apei al organismelor, crearea și transformarea materiei organice prin legătura autotrofă a biosferei, care în cele din urmă face posibilă formarea unui mediu capabil să satisfacă nevoile vitale ale organismelor.

Efectul biologic al luminii solare este determinat de compoziția sa spectrală. [spectacol] ,

În compoziția spectrală a luminii solare, există

• raze infraroșii (lungime de undă peste 0,75 microni)
• razele vizibile (0,40-0,75 microni) și
• raze ultraviolete (mai puțin de 0,40 microni)

Diferite părți ale spectrului solar sunt inegale în acțiunea biologică.

infraroşu razele sau razele termice transportă cantitatea principală de energie termică. Acestea reprezintă aproximativ 49% din energia radiantă care este percepută de organismele vii. Radiația termică este bine absorbită de apă, a cărei cantitate în organisme este destul de mare. Acest lucru duce la încălzirea întregului organism, care este de o importanță deosebită pentru animalele cu sânge rece (insecte, reptile etc.). La plante, cea mai importantă funcție a razelor infraroșii este de a efectua transpirația, cu ajutorul căreia excesul de căldură este îndepărtat din frunze prin vapori de apă, precum și de a crea condiții optime pentru intrarea dioxidului de carbon prin stomată.

Parte vizibilă a spectrului reprezintă aproximativ 50% din energia radiantă care ajunge pe Pământ. Această energie este necesară plantelor pentru fotosinteză. Cu toate acestea, doar 1% din el este folosit pentru aceasta, restul este reflectat sau disipat sub formă de căldură. Această regiune a spectrului a dus la apariția multor adaptări importante în organismele vegetale și animale. La plantele verzi, pe lângă formarea unui complex de pigment care absoarbe lumina, cu ajutorul căruia se realizează procesul de fotosinteză, a apărut o culoare strălucitoare a florilor, care ajută la atragerea polenizatorilor.

Pentru animale, lumina joacă în principal un rol informațional și este implicată în reglarea multor procese fiziologice și biochimice. Protozoarele au deja organele sensibile la lumină (un ochi sensibil la lumină în verde Euglena), iar reacția la lumină se exprimă sub formă de fototaxis - mișcare către cea mai mare sau cea mai scăzută iluminare. Începând cu celenterate, practic toate animalele dezvoltă organe fotosensibile de diferite structuri. Există animale nocturne și crepusculare (bufnițe, lilieci etc.), precum și animale care trăiesc în întuneric constant (urs, viermi rotunzi, aluniță etc.).

parte UV caracterizat prin cea mai mare energie cuantică și activitate fotochimică ridicată. Cu ajutorul razelor ultraviolete cu o lungime de undă de 0,29-0,40 microni, la animale se realizează biosinteza vitaminei D, a pigmenților retinieni și a pielii. Aceste raze sunt cel mai bine percepute de organele vizuale ale multor insecte, la plante au efect de modelare și contribuie la sinteza anumitor compuși biologic activi (vitamine, pigmenți). Razele cu o lungime de undă mai mică de 0,29 microni au un efect dăunător asupra viețuitoarelor.

intensitate [spectacol] ,

Plantele, a căror activitate de viață este în întregime dependentă de lumină, au diverse adaptări morfostructurale și funcționale la regimul de lumină al habitatelor. Conform cerințelor privind condițiile de iluminare, plantele sunt împărțite în următoarele grupuri ecologice:

1. Plante iubitoare de lumină (heliofite). habitate deschise care prosperă numai în plină lumină solară. Se caracterizează printr-o intensitate ridicată a fotosintezei. Acestea sunt plantele de primăvară timpurie ale stepelor și semi-deșertului (ceapa de gâscă, lalele), plantele de versanți fără copaci (salvie, mentă, cimbru), cereale, pătlagină, nufăr, salcâm etc.
2. plante tolerante la umbră sunt caracterizate printr-o amplitudine ecologică largă a factorului de lumină. Crește cel mai bine în condiții de lumină ridicată, dar este capabil să se adapteze la condiții de diferite niveluri de umbrire. Acestea sunt plante lemnoase (mesteacăn, stejar, pin) și erbacee (căpșuni sălbatice, violete, sunătoare etc.).
3. Plante iubitoare de umbră (sciofite) nu suportă lumina puternică, cresc doar în locuri umbrite (sub baldachinul pădurii) și nu cresc niciodată în locuri deschise. În luminiști sub iluminare puternică, creșterea lor încetinește și uneori mor. Aceste plante includ ierburi de pădure - ferigi, mușchi, oxalis, etc. Adaptarea la umbrire este de obicei combinată cu necesitatea unei bune aprovizionări cu apă.

Frecvență zilnică și sezonieră [spectacol] .

Periodicitatea zilnică determină procesele de creștere și dezvoltare a plantelor și animalelor, care depind de durata orelor de lumină.

Factorul care reglează și controlează ritmul vieții de zi cu zi a organismelor se numește fotoperiodism. Este cel mai important factor de semnal care permite plantelor și animalelor să „măsoare timpul” - raportul dintre durata perioadei de iluminare și întunericul din timpul zilei, pentru a determina parametrii cantitativi ai iluminării. Cu alte cuvinte, fotoperiodismul este reacția organismelor la schimbarea zilei și a nopții, care se manifestă prin fluctuații ale intensității proceselor fiziologice - creștere și dezvoltare. Este durata zilei și a nopții care se modifică foarte precis și natural pe parcursul anului, indiferent de factori aleatori, repetându-se invariabil de la an la an, astfel că organismele aflate în proces de evoluție și-au coordonat toate etapele dezvoltării lor cu ritmul acestor intervale de timp. .

În zona temperată, proprietatea fotoperiodismului servește ca un factor climatic funcțional care determină ciclul de viață al majorității speciilor. La plante, efectul fotoperiodic se manifestă în coordonarea perioadei de înflorire și coacere a fructelor cu perioada celei mai active fotosinteze, la animale - în coincidența timpului de reproducere cu perioada de abundență a hranei, la insecte. - la debutul diapauzei și ieșirea din ea.

Fenomenele biologice provocate de fotoperiodism includ și migrațiile sezoniere (zborurile) păsărilor, manifestarea instinctului lor de cuibărit și reproducere, schimbarea blănurilor la mamifere etc.

În funcție de durata necesară a perioadei de lumină, plantele sunt împărțite în

• cele de zi lungă, care necesită mai mult de 12 ore de lumină pentru creșterea și dezvoltarea normală (in, ceapă, morcovi, ovăz, găină, droguri, tineri, cartofi, belladona etc.);
• plante de zi scurtă - au nevoie de cel puțin 12 ore de perioadă întunecată neîntreruptă pentru înflorire (dalii, varză, crizanteme, amarant, tutun, porumb, roșii etc.);
• plante neutre la care dezvoltarea organelor generatoare are loc atât cu zile lungi, cât și scurte (gălbenele, struguri, phloxes, liliac, hrișcă, mazăre, troscot etc.)

Plantele de zi lungă provin în principal din latitudinile nordice, plantele de zi scurtă de la latitudinile sudice. În zona tropicală, unde lungimea zilei și a nopții variază puțin pe parcursul anului, fotoperioada nu poate servi ca factor de orientare în periodicitatea proceselor biologice. Se înlocuiește cu alternarea anotimpurilor uscate și umede. Speciile de zi lungă au timp să producă culturi chiar și în condițiile unei veri nordice scurte. Formarea unei mase mari de substanțe organice are loc vara în timpul orelor de zi destul de lungi, care la latitudinea Moscovei poate ajunge la 17 ore, iar la latitudinea Arhangelsk - mai mult de 20 de ore pe zi.

Lungimea zilei afectează semnificativ comportamentul animalelor. Odată cu apariția zilelor de primăvară, a căror durată crește progresiv, instinctele de cuibărit apar la păsări, se întorc din pământuri calde (deși temperatura aerului poate fi încă nefavorabilă) și încep să depună ouă; animalele cu sânge cald năpădesc.

Scurtarea zilei de toamnă provoacă fenomene sezoniere opuse: păsările zboară, unele animale hibernează, altele cresc o haină densă, la insecte se formează etape de iernare (în ciuda temperaturii încă favorabile și a abundenței de hrană). În acest caz, o scădere a duratei zilei semnalează organismelor vii că perioada de iarnă se apropie și se pot pregăti în avans.

La animale, în special la artropode, creșterea și dezvoltarea depind și de durata orelor de lumină. De exemplu, albușurile de varză, moliile de mesteacăn se dezvoltă în mod normal numai cu o lumină lungă, în timp ce viermii de mătase, diferite tipuri de lăcuste, scoop - cu una scurtă. Fotoperiodismul afectează, de asemenea, momentul debutului și încetării sezonului de împerechere la păsări, mamifere și alte animale; privind reproducerea, dezvoltarea embrionară a amfibienilor, reptilelor, păsărilor și mamiferelor;

Schimbările sezoniere și diurne ale iluminării sunt ceasurile cele mai precise, al căror curs este clar regulat și practic nu s-a schimbat în ultima perioadă de evoluție.

Datorită acestui fapt, a devenit posibilă reglarea artificială a dezvoltării animalelor și plantelor. De exemplu, crearea de plante în sere, sere sau focare de ore de zi cu durata de 12-15 ore vă permite să cultivați legume, plante ornamentale chiar și iarna, să accelerați creșterea și dezvoltarea răsadurilor. În schimb, umbrirea plantelor vara accelerează apariția florilor sau a semințelor plantelor de toamnă cu înflorire târzie.

Prin prelungirea zilei datorită luminii artificiale în timpul iernii, este posibilă creșterea perioadei de ouat a găinilor, gâștelor, rațelor și reglarea reproducerii animalelor purtătoare de blană în fermele de blană. Factorul lumină joacă, de asemenea, un rol important în alte procese de viață ale animalelor. În primul rând, este o condiție necesară pentru vedere, orientarea lor vizuală în spațiu ca urmare a percepției de către organele vizuale a razelor de lumină directe, împrăștiate sau reflectate de la obiectele din jur. Conținutul de informații pentru majoritatea animalelor de lumină polarizată, capacitatea de a distinge culorile, de a naviga prin surse de lumină astronomică în migrațiile de toamnă și primăvară ale păsărilor și în abilitățile de navigație ale altor animale este mare.

Pe baza fotoperiodismului la plante și animale, în procesul de evoluție, s-au dezvoltat cicluri anuale specifice de perioade de creștere, reproducere și pregătire pentru iarnă, care se numesc ritmuri anuale sau sezoniere. Aceste ritmuri se manifestă printr-o modificare a intensității naturii proceselor biologice și se repetă la intervale anuale. Coincidența perioadelor ciclului de viață cu anotimpul corespunzător este de mare importanță pentru existența speciei. Ritmurile sezoniere oferă plantelor și animalelor cele mai favorabile condiții de creștere și dezvoltare.

Mai mult, procesele fiziologice ale plantelor și animalelor sunt strict dependente de ritmul zilnic, care este exprimat prin anumite ritmuri biologice. În consecință, ritmurile biologice sunt schimbări periodice recurente ale intensității și naturii proceselor și fenomenelor biologice. La plante, ritmurile biologice se manifestă în mișcarea zilnică a frunzelor, petalelor, modificări ale fotosintezei, la animale - în fluctuațiile de temperatură, modificările secreției hormonale, rata diviziunii celulare etc. La om, fluctuațiile zilnice ale ritmului respirator, pulsului, sângelui. presiunea, starea de veghe și somnul etc. Ritmurile biologice sunt reacții fixe ereditar, prin urmare, cunoașterea mecanismelor lor este importantă în organizarea muncii și a odihnei unei persoane.

Temperatura

Unul dintre cei mai importanți factori abiotici de care depinde în mare măsură existența, dezvoltarea și distribuția organismelor pe Pământ [spectacol] .

Limita superioară a temperaturii pentru viața pe Pământ este probabil 50-60°C. La astfel de temperaturi, există o pierdere a activității enzimatice și a plierii proteinelor. Cu toate acestea, intervalul general de temperatură al vieții active de pe planetă este mult mai larg și este limitat de următoarele limite (Tabelul 1):

Tabelul 1. Intervalul de temperatură al vieții active de pe planetă, °С

Dintre organismele care pot exista la temperaturi foarte ridicate sunt cunoscute algele termofile, care pot trăi în izvoarele termale la 70-80°C. Lichenii solzi, semințele și organele vegetative ale plantelor de deșert (saxaul, spin de cămilă, lalele) situate în stratul superior al solului fierbinte tolerează cu succes temperaturi foarte ridicate (65-80 ° C).

Există multe specii de animale și plante care pot rezista la valori mari ale temperaturilor sub zero. Copacii și arbuștii din Yakutia nu îngheață la minus 68°C. În Antarctica, la minus 70 ° C, pinguinii trăiesc, iar în Arctica - urși polari, vulpi arctice, bufnițe polare. Apele polare cu temperaturi cuprinse între 0 și -2°C sunt locuite de diverși reprezentanți ai florei și faunei - microalge, nevertebrate, pești, al căror ciclu de viață are loc constant în astfel de condiții de temperatură.

Semnificația temperaturii constă în primul rând în influența sa directă asupra ratei și naturii cursului reacțiilor metabolice în organisme. Deoarece fluctuațiile zilnice și sezoniere ale temperaturii cresc odată cu distanța față de ecuator, plantele și animalele, adaptându-se la ele, prezintă nevoi diferite de căldură.

Metode de adaptare

• Migrație – relocare în condiții mai favorabile. Balenele, multe specii de păsări, pești, insecte și alte animale migrează în mod regulat pe tot parcursul anului.
• Amorțeală - o stare de imobilitate completă, o scădere bruscă a activității vitale, încetarea alimentației. Se observă la insecte, pești, amfibieni, mamifere atunci când temperatura mediului scade toamna, iarna (hibernare) sau când crește vara în deșerturi (hibernarea de vară).
• Anabioza este o stare de suprimare bruscă a proceselor vitale, când manifestările vizibile ale vieții se opresc temporar. Acest fenomen este reversibil. Se notează la microbi, plante, animale inferioare. Semințele unor plante în animație suspendată pot avea până la 50 de ani. Microbii în stare de animație suspendată formează spori, protozoare - chisturi.

Multe plante și animale, cu o pregătire adecvată, suportă cu succes temperaturi extrem de scăzute într-o stare de repaus profund sau anabioză. În experimentele de laborator, semințele, polenul, sporii de plante, nematodele, rotiferele, chisturile de protozoare și alte organisme, spermatozoizii, după deshidratare sau plasare în soluții de substanțe speciale de protecție - crioprotectoare - suportă temperaturi apropiate de zero absolut.

În prezent, s-au înregistrat progrese în utilizarea practică a substanțelor cu proprietăți crioprotectoare (glicerol, polietilenoxid, dimetil sulfoxid, zaharoză, manitol etc.) în biologie, agricultură și medicină. În soluții de crioprotectori, se efectuează depozitarea pe termen lung a conservelor de sânge, spermei pentru inseminarea artificială a animalelor de fermă, unele organe și țesuturi pentru transplant; protecția plantelor de înghețurile de iarnă, înghețurile de primăvară timpurie etc. Problemele de mai sus sunt de competența criobiologiei și criomedicinei și sunt rezolvate de numeroase instituții științifice.

• Termoregulare. Plantele și animalele în proces de evoluție au dezvoltat diverse mecanisme de termoreglare:

1. în plante
   • fiziologic - acumularea de zahăr în celule, datorită căreia crește concentrația de seva celulară și scade conținutul de apă al celulelor, ceea ce contribuie la rezistența plantelor la îngheț. De exemplu, la mesteacănul pitic, ienupărul, ramurile superioare mor la temperaturi extrem de scăzute, iar cele târâtoare iernează sub zăpadă și nu mor.
   • fizic
     1. transpirația stomatică - îndepărtarea excesului de căldură și prevenirea arsurilor prin îndepărtarea apei (evaporarea) din corpul plantei
     2. morfologic - care vizează prevenirea supraîncălzirii: pubescența densă a frunzelor pentru a împrăștia razele soarelui, o suprafață lucioasă pentru a le reflecta, o scădere a suprafeței de absorbție a razelor - plierea limbei frunzei într-un tub (iarbă cu pene, păstuc), poziționare frunza cu margine la razele soarelui (eucalipt), reducerea frunzișului (saxaul, cactus); care vizează prevenirea înghețului: forme speciale de creștere - piticizare, formare de forme târâtoare (iernarea sub zăpadă), culoare închisă (ajută la absorbția mai bună a razelor de căldură și la încălzirea sub zăpadă)
2. la animale
   • cu sânge rece (poikilotermic, ectotermic) [nevertebrate, pești, amfibieni și reptile] - reglarea temperaturii corpului se realizează pasiv prin creșterea muncii musculare, a caracteristicilor structurii și a culorii tegumentului, găsirea de locuri unde este posibilă absorbția intensă a luminii solare , etc., t .to. nu pot menține regimul de temperatură al proceselor metabolice, iar activitatea lor depinde în principal de căldura venită din exterior, iar temperatura corpului - de valorile temperaturii ambiante și ale echilibrului energetic (raportul dintre absorbția și returnarea energiei radiante).
   • cu sânge cald (homeotermic, endotermic) [păsări și mamifere] - capabil să mențină o temperatură constantă a corpului indiferent de temperatura mediului. Această proprietate face posibil ca multe specii de animale să trăiască și să se înmulțească la temperaturi sub zero (reni, urs polar, pinipede, pinguini). În procesul de evoluție, aceștia au dezvoltat două mecanisme de termoreglare prin care mențin o temperatură constantă a corpului: chimic și fizic. [spectacol] .
     • Mecanismul chimic de termoreglare este asigurat de viteza si intensitatea reactiilor redox si este controlat reflex de sistemul nervos central. Un rol important în creșterea eficienței mecanismului chimic de termoreglare l-au jucat astfel de aromorfoze precum apariția unei inimi cu patru camere, îmbunătățirea organelor respiratorii la păsări și mamifere.
     • Mecanismul fizic de termoreglare este asigurat de apariția învelișurilor termoizolante (pene, blană, grăsime subcutanată), a glandelor sudoripare, a organelor respiratorii, precum și a dezvoltării mecanismelor nervoase de reglare a circulației sanguine.

     Un caz special de homoiotermie este heterotermia - un nivel diferit al temperaturii corpului în funcție de activitatea funcțională a organismului. Heterotermia este caracteristică animalelor care cad în hibernare sau stupoare temporară într-o perioadă nefavorabilă a anului. În același timp, temperatura corporală ridicată a acestora este semnificativ redusă din cauza metabolismului lent (veverițe de pământ, arici, lilieci, pui iute etc.).

Limite de anduranta valorile mari ale factorului de temperatură sunt diferite atât la organismele poikiloterme, cât și la cele homoioterme.

Speciile euritermale sunt capabile să tolereze fluctuațiile de temperatură pe o gamă largă.

Organismele stenoterme trăiesc în condiții de limite înguste de temperatură, subdivizate în specii stenoterme iubitoare de căldură (orhidee, tufiș de ceai, cafea, corali, meduze etc.) adâncimi oceanice etc.).

Pentru fiecare organism sau grup de indivizi, există o zonă de temperatură optimă în care activitatea este deosebit de bine exprimată. Deasupra acestei zone se află o zonă de stupoare termică temporară, chiar mai mare - o zonă de inactivitate prelungită sau de hibernare de vară, învecinată cu o zonă de temperatură letală ridicată. Când acesta din urmă scade sub optim, există o zonă de stupoare rece, hibernare și temperatură scăzută letală.

Distribuția indivizilor în populație, în funcție de modificarea factorului de temperatură pe teritoriu, respectă în general același model. Zona de temperaturi optime corespunde cu cea mai mare densitate a populației, iar de ambele părți ale acesteia se observă o scădere a densității până la limita intervalului, unde este cea mai scăzută.

Factorul de temperatură pe o suprafață mare a Pământului este supus unor fluctuații zilnice și sezoniere pronunțate, care, la rândul lor, determină ritmul corespunzător al fenomenelor biologice din natură. În funcție de furnizarea de energie termică secțiunilor simetrice ale ambelor emisfere ale globului, începând de la ecuator, se disting următoarele zone climatice:

1. zona tropicala. Temperatura medie anuală minimă depășește 16° C, în zilele cele mai răcoroase nu scade sub 0° C. Fluctuațiile de temperatură în timp sunt nesemnificative, amplitudinea nu depășește 5° C. Vegetația este pe tot parcursul anului.
2. zona subtropicala. Temperatura medie a lunii cele mai reci nu este mai mică de 4° C, iar cea mai caldă lună este peste 20° C. Temperaturile sub zero sunt rare. Nu există un strat stabil de zăpadă iarna. Sezonul de vegetație durează 9-11 luni.
3. zonă temperată. Sezonul de vegetație de vară și perioada de iarnă de repaus a plantelor sunt bine exprimate. Partea principală a zonei are strat de zăpadă stabil. Înghețurile sunt tipice primăvara și toamna. Uneori, această zonă este împărțită în două: moderat cald și moderat rece, care sunt caracterizate de patru anotimpuri.
4. zona rece. Temperatura medie anuală este sub 0 ° C, înghețurile sunt posibile chiar și în timpul unui sezon de creștere scurt (2-3 luni). Fluctuația anuală de temperatură este foarte mare.

Modelul de distribuție verticală a vegetației, a solurilor și a faunei sălbatice în zonele muntoase se datorează, de asemenea, în principal factorului de temperatură. În munții din Caucaz, India, Africa se pot distinge patru sau cinci centuri de plante, a căror succesiune de jos în sus corespunde secvenței zonelor latitudinale de la ecuator la pol la aceeași înălțime.

Umiditate

Un factor de mediu caracterizat prin conținutul de apă din aer, sol, organismele vii. În natură, există un ritm zilnic de umiditate: se ridică noaptea și scade ziua. Împreună cu temperatura și lumina, umiditatea joacă un rol important în reglarea activității organismelor vii. Sursa de apă pentru plante și animale este în principal precipitațiile atmosferice și apele subterane, precum și roua și ceața.

Umiditatea este o condiție necesară pentru existența tuturor organismelor vii de pe Pământ. Viața își are originea în mediul acvatic. Locuitorii pământului sunt încă dependenți de apă. Pentru multe specii de animale și plante, apa continuă să fie un habitat. Importanța apei în procesele vieții este determinată de faptul că este mediul principal din celulă, unde se desfășoară procesele metabolice, ea acționând ca cel mai important produs inițial, intermediar și final al transformărilor biochimice. Importanta apei este determinata si de continutul ei cantitativ. Organismele vii constau din cel puțin 3/4 din apă.

În raport cu apa, plantele superioare se împart în

• hidrofite - plante acvatice (nufăr, vârf de săgeată, linte de rață);
• higrofite - locuitori ai locurilor excesiv de umede (calamus, ceas);
• mezofite - plante cu condiții normale de umiditate (lacramioare, valeriană, lupin);
• xerofite - plante care trăiesc în condiții de deficiență constantă sau sezonieră de umiditate (saxaul, spin de cămilă, efedra) și soiurile lor suculente (cactusi, euphorbie).

Adaptări pentru a trăi într-un mediu deshidratat și un mediu cu lipsă periodică de umiditate O caracteristică importantă a principalilor factori climatici (lumina, temperatură, umiditate) este variabilitatea lor regulată pe parcursul ciclului anual și chiar în timpul zilei, precum și în funcție de zonalitatea geografică. În acest sens, adaptările organismelor vii au și un caracter regulat și sezonier. Adaptarea organismelor la condițiile de mediu poate fi rapidă și reversibilă sau mai degrabă lentă, ceea ce depinde de adâncimea impactului factorului. Ca rezultat al activității vitale, organismele sunt capabile să schimbe condițiile abiotice ale vieții. De exemplu, plantele de nivel inferior sunt în condiții de iluminare mai mică; procesele de descompunere a substanțelor organice care au loc în corpurile de apă provoacă adesea deficit de oxigen pentru alte organisme. Datorită activității organismelor acvatice, se modifică regimurile de temperatură și apă, cantitatea de oxigen, dioxid de carbon, pH-ul mediului, compoziția spectrală a luminii etc. Mediul aerului și compoziția sa de gaz Dezvoltarea mediului aerian de către organisme a început după ce acestea au aterizat. Viața în aer a necesitat adaptări specifice și un nivel ridicat de organizare a plantelor și animalelor. Densitatea scăzută și conținutul de apă, conținutul ridicat de oxigen, ușurința în mișcare a maselor de aer, schimbările bruște de temperatură etc., au afectat semnificativ procesul de respirație, schimbul de apă și mișcarea ființelor vii. Marea majoritate a animalelor terestre în cursul evoluției au dobândit capacitatea de a zbura (75% din toate speciile de animale terestre). Multe specii se caracterizează prin ansmocorie - așezare cu ajutorul curenților de aer (spori, semințe, fructe, chisturi de protozoare, insecte, păianjeni etc.). Unele plante au devenit polenizate prin vânt. Pentru existența cu succes a organismelor, nu numai proprietățile fizice, ci și chimice ale aerului, conținutul de componente gazoase necesare vieții sunt importante. Oxigen. Pentru marea majoritate a organismelor vii, oxigenul este vital. Doar bacteriile anaerobe pot prospera într-un mediu anoxic. Oxigenul asigură implementarea reacțiilor exoterme, în timpul cărora se eliberează energia necesară vieții organismelor. Este acceptorul final de electroni, care este separat de atomul de hidrogen în procesul de schimb de energie. Într-o stare legată chimic, oxigenul face parte din mulți compuși organici și minerali foarte importanți ai organismelor vii. Rolul său ca agent oxidant în circulația elementelor individuale ale biosferei este enorm. Singurii producători de oxigen liber de pe Pământ sunt plantele verzi, care îl formează în procesul de fotosinteză. O anumită cantitate de oxigen se formează ca urmare a fotolizei vaporilor de apă de către razele ultraviolete din afara stratului de ozon. Absorbția oxigenului de către organismele din mediul extern are loc de către întreaga suprafață a corpului (protozoare, viermi) sau de către organele respiratorii speciale: trahee (insecte), branhii (pești), plămâni (vertebrate). Oxigenul este legat chimic și transportat în întregul corp de pigmenți speciali din sânge: hemoglobina (vertebrate), hemociapina (moluște, crustacee). Organismele care trăiesc în condiții de lipsă constantă de oxigen au dezvoltat adaptări adecvate: creșterea capacității de oxigen a sângelui, mișcări respiratorii mai frecvente și mai profunde, capacitate pulmonară mare (la munteni, păsări) sau scăderea utilizării oxigenului de către țesuturi datorită unei creșterea cantității de mioglobină, un acumulator de oxigen în țesuturi (dintre locuitorii mediului acvatic). Datorită solubilității ridicate a CO 2 și O 2 în apă, conținutul lor relativ aici este mai mare (de 2-3 ori) decât în ​​aer (Fig. 1). Această circumstanță este foarte importantă pentru organismele acvatice care folosesc fie oxigen dizolvat pentru respirație, fie CO2 pentru fotosinteză (fototrofe acvatice). Dioxid de carbon. Cantitatea normală a acestui gaz în aer este mică - 0,03% (în volum) sau 0,57 mg / l. Ca urmare, chiar și micile fluctuații ale conținutului de CO 2 se reflectă semnificativ în procesul de fotosinteză, care depinde direct de acesta. Principalele surse de CO 2 din atmosferă sunt respirația animalelor și plantelor, procesele de ardere, erupțiile vulcanice, activitatea microorganismelor și ciupercilor din sol, întreprinderile industriale și transportul. Deținând proprietatea de absorbție în regiunea infraroșu a spectrului, dioxidul de carbon afectează parametrii optici și regimul de temperatură al atmosferei, provocând binecunoscutul „efect de seră”. Un aspect ecologic important este creșterea solubilității oxigenului și dioxidului de carbon în apă pe măsură ce temperatura acesteia scade. De aceea fauna bazinelor acvatice de latitudinile polare si subpolare este foarte abundenta si diversa, in principal datorita concentratiei crescute de oxigen in apa rece. Dizolvarea oxigenului în apă, ca orice alt gaz, respectă legea lui Henry: este invers proporțională cu temperatura și se oprește când se atinge punctul de fierbere. În apele calde ale bazinelor tropicale, o concentrație redusă de oxigen dizolvat limitează respirația și, în consecință, viața și numărul animalelor acvatice. Recent, a existat o deteriorare vizibilă a regimului de oxigen al multor corpuri de apă, cauzată de o creștere a cantității de poluanți organici, a căror distrugere necesită o cantitate mare de oxigen. Zonarea distribuției organismelor vii Zonalitate geografică (latitudinală). Pe direcția latitudinală de la nord la sud, pe teritoriul Federației Ruse sunt situate succesiv următoarele zone naturale: tundra, taiga, pădure de foioase, stepă, deșert. Dintre elementele climatice care determină zonalitatea distribuției și distribuției organismelor, rolul principal îl au factorii abiotici - temperatura, umiditatea, regimul de lumină. Cele mai vizibile modificări zonale se manifestă în natura vegetației - componenta principală a biocenozei. Aceasta, la rândul său, este însoțită de modificări în compoziția animalelor - consumatori și distrugători ai reziduurilor organice din verigile lanțurilor trofice. Tundră- o câmpie rece, fără copaci, din emisfera nordică. Condițiile sale climatice nu sunt foarte potrivite pentru vegetația plantelor și descompunerea reziduurilor organice (permafrost, temperaturi relativ scăzute chiar și vara, perioadă scurtă de temperaturi pozitive). Aici s-au format biocenoze deosebit de mici ca specii (mușchi, licheni). În acest sens, productivitatea biocenozei tundrei este scăzută: 5-15 c/ha de materie organică pe an. Zona taiga caracterizat prin condiţii pedoclimatice relativ favorabile, în special pentru conifere. Aici s-au format biocenoze bogate și foarte productive. Formarea anuală a materiei organice este de 15-50 c/ha. Condițiile zonei temperate au dus la formarea de biocenoze complexe păduri de foioase cu cea mai mare productivitate biologică de pe teritoriul Federației Ruse (până la 60 c/ha pe an). Soiurile de păduri de foioase sunt pădurile de stejar, pădurile de fag-arțar, pădurile mixte etc. Astfel de păduri se caracterizează prin tufărișuri bine dezvoltate și tufături ierboase, ceea ce contribuie la așezarea faunei diverse ca specii și cantități. stepele- o zonă naturală a zonei temperate a emisferelor Pământului, care se caracterizează printr-o aprovizionare insuficientă cu apă, prin urmare predomină aici vegetația erbacee, în principal cereale (iarbă cu pene, păstuc etc.). Lumea animală este diversă și bogată (vulpe, iepure de câmp, hamster, șoareci, multe păsări, în special cele migratoare). Cele mai importante zone pentru producția de cereale, culturi industriale, legume și animale sunt situate în zona de stepă. Productivitatea biologică a acestei zone naturale este relativ mare (până la 50 c/ha pe an). deşert predomină în Asia Centrală. Datorită precipitațiilor scăzute și temperaturilor ridicate din timpul verii, vegetația acoperă mai puțin de jumătate din teritoriul acestei zone și are adaptări specifice la condițiile uscate. Lumea animală este diversă, caracteristicile sale biologice au fost luate în considerare mai devreme. Formarea anuală a materiei organice în zona deșertică nu depășește 5 q/ha (Fig. 107). Salinitatea mediului Salinitatea mediului acvatic caracterizată prin conținutul de săruri solubile în acesta. Apa dulce conține 0,5-1,0 g/l, iar apa de mare conține 10-50 g/l de săruri. Salinitatea mediului acvatic este importantă pentru locuitorii acestuia. Există animale adaptate să trăiască numai în apă dulce (ciprinide) sau doar în apă de mare (hering). La unii pești, stadiile individuale ale dezvoltării individuale trec la diferite salinități ale apei, de exemplu, anghila comună trăiește în corpuri de apă dulce și migrează pentru a se reproduce în Marea Sargasso. Astfel de locuitori acvatici au nevoie de o reglare adecvată a echilibrului de sare din organism. Mecanisme de reglare a compoziției ionice a organismelor. Animalele terestre sunt nevoite să regleze compoziția de sare a țesuturilor lor lichide pentru a menține mediul intern într-o stare ionică constantă sau aproape constantă nealterată chimic. Principala modalitate de a menține echilibrul de sare în organismele acvatice și plantele terestre este evitarea habitatelor cu salinitate necorespunzătoare. Astfel de mecanisme ar trebui să funcționeze mai ales intens și precis la peștii migratori (somon, somon chum, somon roz, anghilă, sturion), care trec periodic din apa de mare în apa dulce sau invers. Cea mai ușoară cale este reglarea osmotică în apă dulce. Se știe că concentrația de ioni în acestea din urmă este mult mai mică decât în ​​țesuturile lichide. Conform legilor osmozei, mediul extern de-a lungul gradientului de concentrație prin membrane semi-permeabile pătrunde în celule, există un fel de „înmulțire” a conținutului intern. Dacă un astfel de proces nu ar fi controlat, organismul ar putea să se umfle și să moară. Cu toate acestea, organismele de apă dulce au organe care elimină excesul de apă în exterior. Conservarea ionilor necesari vieții este facilitată de faptul că urina unor astfel de organisme este destul de diluată (Fig. 2, a). Separarea unei astfel de soluții diluate din fluidele interne necesită probabil munca chimică activă a celulelor sau organelor specializate (rinichi) și consumul acestora a unei proporții semnificative din energia metabolică bazală totală. Dimpotrivă, animalele marine și peștii beau și asimilează doar apa de mare, refacend astfel ieșirea constantă a acesteia din organism în mediul extern, care se caracterizează printr-un potențial osmotic ridicat. În același timp, ionii monovalenți de apă sărată sunt excretați activ de branhii, iar ionii divalenți - de rinichi (Fig. 2, b). Celulele cheltuiesc destul de multă energie pentru pomparea apei în exces, prin urmare, odată cu creșterea salinității și scăderea apei în organism, organismele trec de obicei la o stare inactivă - anabioza de sare. Aceasta este caracteristică speciilor care trăiesc în bazine de apă de mare care se usucă periodic, estuare, în litoral (rotifere, amfipode, flagelate etc.) Salinitatea stratului superior al scoarței terestre este determinată de conținutul de ioni de potasiu și sodiu din acesta și, ca și salinitatea mediului acvatic, este importantă pentru locuitorii săi și, în primul rând, pentru plantele care au adaptarea corespunzătoare la acesta. Acest factor nu este întâmplător pentru plante; le însoțește în timpul procesului evolutiv. Așa-numita vegetație solonchak (sărată, lemn dulce etc.) se limitează la solurile cu un conținut ridicat de potasiu și sodiu. Stratul superior al scoarței terestre este solul. Pe lângă salinitatea solului, se disting ceilalți indicatori ai acestuia: aciditatea, regimul hidrotermal, aerarea solului etc. Împreună cu relieful, aceste proprietăți ale suprafeței pământului, numite factori edafici ai mediului, au un impact ecologic asupra locuitorilor săi. Factori de mediu edafici Proprietăți ale suprafeței pământului care au un impact ecologic asupra locuitorilor săi. împrumutat profilul solului Tipul de sol este determinat de compoziția și culoarea acestuia. A - Solul tundră are o suprafață turboasă întunecată. B - Solul deșertic este ușor, cu granulație grosieră și sărac în materie organică Pământul de castan (C) și cernoziom (D) sunt soluri de pajiști bogate în humus, tipice stepelor din Eurasia și preriilor din America de Nord. Latosolul leșiat roșcat (E) al savanei tropicale are un strat foarte subțire, dar bogat în humus. Solurile podzolice sunt tipice latitudinilor nordice, unde există o cantitate mare de precipitații și o evaporare foarte mică. Acestea includ podzolul organic maro de pădure (F), podzolul gri-brun (H) și podzolul gri-pietros (I), care poartă atât conifere, cât și foioase. Toate sunt relativ acide și, spre deosebire de acestea, podzolul roșu-galben (G) al pădurilor de pin este destul de puternic levigat. În funcție de factorii edafici, se pot distinge o serie de grupuri ecologice de plante. În funcție de reacția la aciditatea soluției solului, există: specii acidofile care cresc la un pH sub 6,5 (plante de turbărie, coada-calului, pin, brad, feriga); neutrofil, preferând solul cu reacție neutră (pH 7) (cele mai cultivate plante); bazifile - plante care cresc cel mai bine pe un substrat care are o reacție alcalină (pH peste 7) (molid, carpen, tuia) și indiferent – ​​poate crește pe soluri cu valori diferite ale pH-ului. În raport cu compoziția chimică a solului, plantele sunt împărțite în oligotrofic, nesolicitant la cantitatea de nutrienți; mezotrofic, care necesită o cantitate moderată de minerale în sol (plante erbacee perene, molid), mezotrofic, necesitând un număr mare de elemente de frasin disponibile (stejar, fructe). În legătură cu bateriile individuale speciile care sunt deosebit de solicitante cu un conținut ridicat de azot în sol se numesc - nitrofile (urzici, plante de curte); care necesită mult calciu - calcefile (fag, zada, tăietor, bumbac, măslin); plantele solurilor saline se numesc halofite (sărată, sarsazan), unele dintre halofite sunt capabile să excrete excesul de săruri în exterior, unde aceste săruri, după uscare, formează pelicule solide sau ciorchine cristaline. În raport cu compoziţia mecanică plante de nisip cu curgere liberă - psamofite (saxaul, salcâm nisip) plante de gropi, crăpături și depresiuni ale rocilor și alte habitate similare - litofite [petrofite] (ienupăr, stejar) Relieful terenului și natura solului afectează semnificativ specificul mișcării animalelor, distribuția speciilor a căror activitate vitală este temporar sau permanent legată de sol. Natura sistemului radicular (adânc, de suprafață) și modul de viață al faunei solului depind de regimul hidrotermal al solurilor, de aerarea acestora, de compoziția mecanică și chimică. Compoziția chimică a solului și varietatea locuitorilor afectează fertilitatea acestuia. Cele mai fertile sunt solurile de cernoziom bogate în humus. Ca factor abiotic, relieful influențează distribuția factorilor climatici și, astfel, formarea florei și faunei corespunzătoare. De exemplu, pe versanții sudici ai dealurilor sau munților, există întotdeauna o temperatură mai ridicată, o iluminare mai bună și, în consecință, o umiditate mai mică.