Hlavné abiotické faktory. Hlavné skupiny environmentálnych faktorov Skupina abiotických faktorov spojených

V OGE a Unified State Exams sú povinní pomenovať faktory, ktoré ovplyvňujú svet okolo nás. Najčastejšie hovoríme o abiotických faktoroch, s ktorými sa človek stretáva doslova na každom kroku, pričom o tom ani len netuší.

Aké sú tieto faktory a ako ovplyvňujú živé bytosti, zvážime v tomto článku.

Čo sú abiotické faktory

Ide o komplex pozostávajúci z prvkov neživej prírody. Tieto prvky aktívne ovplyvňujú živé organizmy a stav životného prostredia.

Klasifikácia:

Orografický (nadmorská výška, reliéf).
Pôda (mechanické zloženie pôdy, jej hustota).
Chemické (chemické zloženie ovzdušia a vodného prostredia, pôdy).
Klimatické (svetlo, teplota, tlak a vlhkosť, rýchlosť vetra).
Fyzikálne (rádioaktivita, magnetické polia).

Príklady vplyvu abiotických faktorov

Čo ovplyvňuje život a zdravie ľudí, zvierat a rastlín?

Svetlo

Je hlavným zdrojom energie. Jeho úlohu je ťažké preceňovať: je to svetlo, ktoré sa podieľa na fotosyntéze a vyparovaní vody, na zrakovom vnímaní sveta zvieratami a ľuďmi a na tvorbe vitamínu D, potrebného pre rast a spevnenie zubov a kostí.

V dávkach, v ktorých sa k nám slnečné svetlo dostane, nie je schopné spôsobiť veľké škody živému organizmu. Skutočný vplyv svetla opálením si človek môže všimnúť na koži. Aby ste sa však v lete nespálili, mali by ste dodržiavať režim slnenia.

Teplota

Priamo ovplyvňuje život zvierat a rastlín. Počas chladného obdobia rastliny takmer prestávajú vyparovať vodu cez prieduchy a rýchlosť a intenzita rastu a výživy sa znižuje.

Niektoré zvieratá, napríklad medvede, sa ukladajú na zimný spánok, no zajac belavý naopak celú zimu bdie, len mierne mení farbu srsti. Taktiež nízke teploty sú sprevádzané poklesom ponuky potravy, čo vedie k migrácii vtákov.

Fotoperiodizmus

Príkladom fotoperiodizmu (a ako vieme, ide o reakciu živého organizmu na dĺžku dňa) môže byť rastlina prechádzajúca z vegetatívneho rastu do kvitnutia.

Tiež zmena dĺžky dňa a noci je signálom zmien v prírode: nástup zimy alebo leta.

Vlhkosť

Vlhkosť vzduchu priamo ovplyvňuje pohodu človeka. Príliš vysoká alebo príliš nízka vlhkosť nie je žiadúca. Optimálne - 40-60%.

Keď je vlhkosť vzduchu nízka, ľudia pociťujú všeobecný pokles pohody, ospalosť a únavu. Vysoká vlhkosť môže spôsobiť prehriatie alebo podchladenie v závislosti od ročného obdobia.

Atmosféra

Atmosférický tlak sa prejavuje predovšetkým náhlymi zmenami počasia.

Pre človeka sú takéto zmeny viac než nepríjemné: telo sa nestihne prispôsobovať atmosfére, preto ho začne silno bolieť hlava, vznikajú problémy s cievami a srdcom.

Pôda alebo edafické faktory

Rast rastliny závisí od zloženia pôdy a jej úrodnosti.

Ak pôda dostatočne neuspokojuje potreby rastliny na vodu a živiny, rastlina s najväčšou pravdepodobnosťou uhynie.

Terén alebo orografické faktory

Reliéf v podstate ovplyvňuje hrúbku zrážok a tým aj vlhkosť.

Iné

Podľa ich vlastností a znakov sa abiotické faktory delia podľa účinku na organizmy, podľa spotreby a smeru.

Podľa ich účinkov na organizmy existujú:

priamo pôsobiace – majú priamy vplyv na organizmy, najmä na metabolizmus;
nepriamo pôsobiace - ovplyvňujú organizmy prostredníctvom faktorov ako reliéf, nadmorská výška a pod.

Výdavkami:

zdroje - spotrebné zásoby prostredia (svetlo, voda, oxid uhličitý, kyslík);
podmienky - „večné“ prvky prostredia (kyslosť pôdy, teplota a pohyb vzduchu).

Podľa smeru:

vektorizované - schopné smerovej zmeny (zasolenie pôdy, podmáčanie);
celoročné-cyklické - periodicky sa striedajúce zmeny prostredia (zmena klímy v čase);
oscilačné (impulz, kolísanie) - faktory, ktoré sa pohybujú v určitých číselných medziach (kolísanie teploty počas dňa).

Vplyv abiotických faktorov na živé organizmy a zdravie človeka

Zvláštnosťou environmentálnych faktorov je, že neprinášajú smrť všetkým živým veciam. Počas evolúcie sa organizmy naučili prežiť v neustále sa meniacom prostredí.

Toto prispôsobenie sa novým životným podmienkam môže byť sprevádzané symbiózou (vzťahy, v ktorých si živé bytosti navzájom pomáhajú).

Abiotické podmienky, ktoré určujú oblasť existencie života

Nie je také ťažké vymenovať a charakterizovať podmienky, ktoré umožňujú život na Zemi.

Medzi najdôležitejšie podmienky potrebné pre každý živý organizmus patria:

kyslík a oxid uhličitý;
voda;
pohodlná teplota;
minerály.

Všetky vyššie uvedené podmienky sú mimoriadne potrebné pre zvieratá, rastliny a iné organizmy.

Svetlo je jedným z hlavných environmentálnych faktorov. Bez svetla je fotosyntetická aktivita rastlín nemožná a bez nej je život vo všeobecnosti nemysliteľný, pretože zelené rastliny majú schopnosť produkovať kyslík potrebný pre všetky živé bytosti. Svetlo je navyše jediným zdrojom tepla na planéte Zem. Má priamy vplyv na chemické a fyzikálne procesy prebiehajúce v organizmoch a ovplyvňuje metabolizmus.

Mnohé morfologické a behaviorálne charakteristiky rôznych organizmov sú spojené s ich vystavením svetlu. S osvetlením úzko súvisí aj činnosť niektorých vnútorných orgánov živočíchov. Správanie zvierat, ako je sezónna migrácia, znášanie vajec, dvorenie a jarná ruje, súvisí s dĺžkou denného svetla.

V ekológii sa pod pojmom „svetlo“ rozumie celý rozsah slnečného žiarenia dopadajúceho na zemský povrch. Distribučné spektrum energie slnečného žiarenia mimo zemskej atmosféry ukazuje, že asi polovica slnečnej energie je emitovaná v infračervenej oblasti, 40 % vo viditeľnej oblasti a 10 % v ultrafialovej a röntgenovej oblasti.

Pre živú hmotu sú dôležité kvalitatívne charakteristiky svetla – vlnová dĺžka, intenzita a trvanie expozície. Existuje blízke ultrafialové žiarenie (400-200 nm) a vzdialené alebo vákuum (200-10 nm). Zdrojmi ultrafialového žiarenia sú vysokoteplotná plazma, zrýchlené elektróny, niektoré lasery, Slnko, hviezdy a pod. Biologický účinok ultrafialového žiarenia je spôsobený chemickými zmenami v molekulách živých buniek, ktoré ho pohlcujú, hlavne v molekulách nukleových kyselín ( DNA a RNA) a proteínov a prejavuje sa pri poruchách delenia, výskyte mutácií a bunkovej smrti.

Niektoré zo slnečných lúčov, ktoré prešli veľkú vzdialenosť, sa dostanú na povrch Zeme, osvetľujú ho a ohrievajú. Odhaduje sa, že naša planéta dostáva asi dve miliardy slnečnej energie a z tohto množstva len 0,1 – 0,2 % využívajú zelené rastliny na tvorbu organickej hmoty. Každý štvorcový meter planéty dostane v priemere 1,3 kW slnečnej energie. Stačilo by obsluhovať rýchlovarnú kanvicu alebo žehličku.

Svetelné podmienky zohrávajú v živote rastlín výnimočnú úlohu: ich produktivita a produktivita závisí od intenzity slnečného žiarenia. Svetelný režim na Zemi je však dosť rôznorodý. V lese je to iné ako na lúke. Osvetlenie v listnatých a tmavých ihličnatých smrekových lesoch je nápadne odlišné.

Svetlo riadi rast rastlín: rastú v smere väčšieho svetla. Ich citlivosť na svetlo je taká veľká, že výhonky niektorých rastlín, držané cez deň v tme, reagujú na záblesk svetla, ktorý trvá len dve tisíciny sekundy.

Všetky rastliny vo vzťahu k svetlu možno rozdeliť do troch skupín: heliofyty, sciofyty, fakultatívne heliofyty.

Heliofyty(z gréckeho helios – slnko a fytón – rastlina), alebo svetlomilné rastliny buď neznášajú vôbec, alebo neznášajú ani mierne zatienenie. Do tejto skupiny patria stepné a lúčne trávy, tundrové rastliny, skoré jarné rastliny, väčšina pestovaných rastlín na otvorenom teréne a mnohé buriny. Medzi druhmi tejto skupiny nájdeme skorocel obyčajný, ohnivce, trstinu a pod.

Sciofyty(z gréckeho scia - tieň), alebo tieniace rastliny, neznášajú silné svetlo a žijú v neustálom tieni pod lesnou klenbou. Ide najmä o lesné byliny. Prudkým zosvetľovaním lesného porastu upadajú do depresií a často umierajú, no mnohí si obnovujú fotosyntetický aparát a prispôsobujú sa životu v nových podmienkach.

Fakultatívne heliofyty, alebo rastliny odolné voči tieňom, sú schopné sa vyvíjať pri veľmi vysokom aj malom množstve svetla. Ako príklad môžeme uviesť niektoré stromy - smrek obyčajný, javor obyčajný, hrab obyčajný; kríky - lieska, hloh; bylinky - jahody, pelargónie; veľa izbových rastlín.

Dôležitým abiotickým faktorom je teplota. Každý organizmus je schopný žiť v určitom teplotnom rozsahu. Oblasť distribúcie živých organizmov je obmedzená hlavne na oblasť tesne pod 0 °C až 50 °C.

Hlavným zdrojom tepla, ale aj svetla, je slnečné žiarenie. Organizmus môže prežiť len v podmienkach, na ktoré je prispôsobený jeho metabolizmus. Ak teplota živej bunky klesne pod bod mrazu, bunka sa zvyčajne fyzicky poškodí a odumrie v dôsledku tvorby ľadových kryštálikov. Ak je teplota príliš vysoká, dochádza k denaturácii bielkovín. To je presne to, čo sa stane pri varení kuracieho vajca.

Väčšina organizmov je schopná do určitej miery kontrolovať svoju telesnú teplotu prostredníctvom rôznych reakcií. U veľkej väčšiny živých bytostí sa telesná teplota môže meniť v závislosti od teploty okolia. Takéto organizmy nedokážu regulovať svoju teplotu a sú tzv chladnokrvný (poikilotermický). Ich činnosť závisí najmä od tepla prichádzajúceho zvonku. Telesná teplota poikilotermných organizmov súvisí s hodnotami teploty okolia. Chladnokrvnosť je charakteristická pre také skupiny organizmov, ako sú rastliny, mikroorganizmy, bezstavovce, ryby, plazy atď.

Výrazne menší počet živých bytostí je schopný aktívne regulovať telesnú teplotu. Ide o zástupcov dvoch najvyšších tried stavovcov – vtákov a cicavcov. Teplo, ktoré vytvárajú, je produktom biochemických reakcií a slúži ako významný zdroj zvýšenej telesnej teploty. Táto teplota sa udržiava na konštantnej úrovni bez ohľadu na okolitú teplotu. Organizmy, ktoré sú schopné udržiavať stálu optimálnu telesnú teplotu bez ohľadu na teplotu okolia, sa nazývajú teplokrvné (homeotermné). Vďaka tejto vlastnosti môžu mnohé druhy zvierat žiť a rozmnožovať sa pri teplotách pod nulou (soby, ľadový medveď, plutvonožce, tučniaky). Udržiavanie stálej telesnej teploty zabezpečuje dobrá tepelná izolácia vytvorená srsťou, hustým operením, podkožnými vzduchovými dutinami, hrubou vrstvou tukového tkaniva atď.

Špeciálnym prípadom homeotermie je heterotermia (z gréckeho heteros – rôzne). Rôzne úrovne telesnej teploty u heterotermných organizmov závisia od ich funkčnej aktivity. V období aktivity majú stálu telesnú teplotu a v období pokoja alebo zimného spánku teplota výrazne klesá. Heterotermia je charakteristická pre gofery, svište, jazvece, netopiere, ježky, medvede, kolibríky atď.

Osobitnú úlohu v živote živých organizmov zohrávajú podmienky zvlhčovania.

Voda- základ živej hmoty. Pre väčšinu živých organizmov je voda jedným z hlavných environmentálnych faktorov. Toto je najdôležitejšia podmienka existencie všetkého života na Zemi. Všetky životné procesy v bunkách živých organizmov prebiehajú vo vodnom prostredí.

Voda nie je chemicky zmenená väčšinou technických zlúčenín, ktoré rozpúšťa. To je pre živé organizmy veľmi dôležité, pretože živiny potrebné pre ich tkanivá sú dodávané vo vodných roztokoch v relatívne málo zmenenej forme. V prírodných podmienkach voda vždy obsahuje jedno alebo druhé množstvo nečistôt, ktoré nielen interagujú s pevnými a kvapalnými látkami, ale rozpúšťajú aj plyny.

Jedinečné vlastnosti vody predurčujú jej osobitnú úlohu pri formovaní fyzikálneho a chemického prostredia našej planéty, ako aj pri vzniku a udržiavaní úžasného fenoménu – života.

Ľudské embryo pozostáva z 97 % vody a u novorodencov jej množstvo predstavuje 77 % telesnej hmotnosti. Vo veku 50 rokov sa množstvo vody v ľudskom tele znižuje a tvorí už 60% jeho hmotnosti. Hlavná časť vody (70%) je koncentrovaná vo vnútri buniek a 30% je medzibunková voda. Ľudské svaly tvoria 75 % vody, pečeň 70 %, mozog 79 % a obličky 83 %.

Telo zvieraťa spravidla obsahuje najmenej 50% vody (napríklad slon - 70%, húsenica, ktorá konzumuje listy rastlín - 85-90%, medúzy - viac ako 98%).

Slon potrebuje najviac vody (na základe denných potrieb) zo všetkých suchozemských zvierat - asi 90 litrov. Slony sú jedným z najlepších „hydrogeológov“ medzi zvieratami a vtákmi: vnímajú vodné plochy vo vzdialenosti až 5 km! Len zubry sú ďalej - 7-8 km. V suchých časoch slony používajú svoje kly na kopanie dier v suchých korytách riek, kde zbierajú vodu. Byvoly, nosorožce a iné africké zvieratá bez problémov využívajú slonie studne.

Rozloženie života na Zemi priamo súvisí so zrážkami. Vlhkosť nie je v rôznych častiach sveta rovnaká. Najviac zrážok spadne v rovníkovej zóne, najmä v hornom toku rieky Amazonky a na ostrovoch Malajského súostrovia. Ich počet v niektorých oblastiach dosahuje 12 000 mm za rok. Takže na jednom z havajských ostrovov prší 335 až 350 dní v roku. Toto je najvlhkejšie miesto na Zemi. Priemerný ročný úhrn zrážok tu dosahuje 11 455 mm. Na porovnanie, tundra a púšte dostanú menej ako 250 mm zrážok za rok.

Zvieratá majú rozdielny vzťah k vlhkosti. Voda ako fyzikálne a chemické telo má nepretržitý vplyv na život hydrobiontov (vodných organizmov). Nielenže uspokojuje fyziologické potreby organizmov, ale dodáva aj kyslík a potravu, odvádza metabolity a prenáša sexuálne produkty a samotné vodné organizmy. Vďaka pohyblivosti vody v hydrosfére je možná existencia pripútaných živočíchov, ktoré, ako je známe, na súši neexistujú.

Edafické faktory

Celý súbor fyzikálnych a chemických vlastností pôdy, ktoré majú ekologický vplyv na živé organizmy, sa vzťahuje na edafické faktory (z gréckeho edaphos - základ, zem, pôda). Hlavnými edafickými faktormi sú mechanické zloženie pôdy (veľkosť jej častíc), relatívna kyprosť, štruktúra, vodná priepustnosť, prevzdušnenie, chemické zloženie pôdy a látok v nej cirkulujúcich (plyny, voda).

Charakter granulometrického zloženia pôdy môže mať ekologický význam pre živočíchy, ktoré v určitom období života žijú v pôde alebo vedú norový životný štýl. Larvy hmyzu vo všeobecnosti nemôžu žiť v pôde, ktorá je príliš kamenistá; hrabanie blanokrídlovcov, kladenie vajíčok v podzemných chodbách, množstvo kobyliek, zahrabávanie vajcových zámotkov do zeme, potrebujú, aby bola dostatočne voľná.

Dôležitou vlastnosťou pôdy je jej kyslosť. Je známe, že kyslosť média (pH) charakterizuje koncentráciu vodíkových iónov v roztoku a je číselne rovná zápornému dekadickému logaritmu tejto koncentrácie: pH = -log. Vodné roztoky môžu mať pH od 0 do 14. Neutrálne roztoky majú pH 7, kyslé roztoky sa vyznačujú hodnotami pH menšími ako 7 a alkalické roztoky sa vyznačujú hodnotami pH väčšími ako 7. Kyslosť môže slúžiť ako ukazovateľ rýchlosti všeobecného metabolizmu komunity. Ak je pH pôdneho roztoku nízke, znamená to, že pôda obsahuje málo živín, takže jej produktivita je extrémne nízka.

Vo vzťahu k úrodnosti pôdy sa rozlišujú tieto ekologické skupiny rastlín:

oligotrofy (z gréckeho olygos – malý, bezvýznamný a trophe – potrava) – rastliny chudobných, neúrodných pôd (borovica lesná);
mezotrofy (z gréckeho mesos - priemer) - rastliny s miernou potrebou živín (väčšina lesných rastlín miernych zemepisných šírok);
eutrofické(z gréčtiny ona - dobrá) - rastliny, ktoré vyžadujú veľké množstvo živín v pôde (dub, lieska, egreš).

Orografické faktory

Rozmiestnenie organizmov na zemskom povrchu je do určitej miery ovplyvnené faktormi, akými sú vlastnosti prvkov reliéfu, nadmorská výška, expozícia a strmosť svahov. Spájajú sa do skupiny orografických faktorov (z gréckeho oros – hora). Ich vplyv môže výrazne ovplyvniť miestnu klímu a vývoj pôdy.

Jedným z hlavných orografických faktorov je nadmorská výška. S nadmorskou výškou klesajú priemerné teploty, zvyšujú sa denné teplotné rozdiely, stúpajú zrážky, rýchlosť vetra a intenzita žiarenia, klesá atmosférický tlak a koncentrácie plynov. Všetky tieto faktory ovplyvňujú rastliny a živočíchy a spôsobujú vertikálnu zonáciu.

Typickým príkladom je vertikálne zónovanie v horách. Tu s každým stúpaním o 100 m klesá teplota vzduchu v priemere o 0,55 °C. Zároveň sa mení vlhkosť a skracuje sa dĺžka vegetačného obdobia. S rastúcou nadmorskou výškou biotopu sa výrazne mení vývoj rastlín a živočíchov. Na úpätí hôr môžu byť tropické moria a na vrchole fúkajú arktické vetry. Na jednej strane hôr môže byť slnečno a teplo, na druhej vlhko a chladno.

Ďalším orografickým faktorom je svahová expozícia. Na severných svahoch rastliny vytvárajú tieňové formy a na južných svahoch vytvárajú svetlé formy. Vegetáciu tu reprezentujú najmä suchovzdorné kry. Južne orientované svahy dostávajú viac slnečného svetla, takže intenzita svetla a teplota sú tu vyššie ako na údolných poschodiach a na severných svahoch. S tým sú spojené výrazné rozdiely v zahrievaní vzduchu a pôdy, rýchlosti topenia snehu a vysychaní pôdy.

Dôležitým faktorom je strmosť svahu. Vplyv tohto ukazovateľa na životné podmienky organizmov sa prejavuje najmä cez charakteristiku pôdneho prostredia, vodného a teplotného režimu. Strmé svahy sa vyznačujú rýchlym odvodňovaním a odplavovaním pôdy, preto sú tu pôdy riedke a suchšie. Ak sklon presahuje 35°, zvyčajne sa vytvárajú zosuvy sypkého materiálu.

Hydrografické faktory

Hydrografické faktory zahŕňajú také charakteristiky vodného prostredia, ako je hustota vody, rýchlosť horizontálnych pohybov (prúd), množstvo kyslíka rozpusteného vo vode, obsah suspendovaných častíc, prietok, teplotný a svetelný režim vodných útvarov atď.

Organizmy, ktoré žijú vo vodnom prostredí, sa nazývajú hydrobionty.

Rôzne organizmy sa svojim spôsobom prispôsobili hustote vody a určitým hĺbkam. Niektoré druhy dokážu odolať tlaku od niekoľkých do stoviek atmosfér. Mnohé ryby, hlavonožce, kôrovce a hviezdice žijú vo veľkých hĺbkach pri tlaku asi 400 – 500 atm.

Vysoká hustota vody zabezpečuje existenciu mnohých nekostrových foriem vo vodnom prostredí. Sú to malé kôrovce, medúzy, jednobunkové riasy, mäkkýše a pteropódy atď.

Vysoká merná tepelná kapacita a vysoká tepelná vodivosť vody určujú stabilnejší teplotný režim vodných útvarov v porovnaní s pevninou. Amplitúda ročných teplotných výkyvov nepresahuje 10-15 °C. V kontinentálnych vodách je 30-35 °C. V samotných nádržiach sa teplotné pomery medzi hornou a spodnou vrstvou vody výrazne líšia. V hlbokých vrstvách vodného stĺpca (v moriach a oceánoch) je teplotný režim stabilný a konštantný (3-4 °C).

Dôležitým hydrografickým faktorom je svetelný režim vodných plôch. Množstvo svetla s hĺbkou rýchlo klesá, takže vo svetovom oceáne riasy žijú iba v osvetlenej zóne (najčastejšie v hĺbkach od 20 do 40 m). Hustota morských organizmov (ich počet na jednotku plochy alebo objemu) prirodzene klesá s hĺbkou.

Chemické faktory

Pôsobenie chemických faktorov sa prejavuje vo forme prieniku chemických látok, ktoré sa v ňom predtým nevyskytovali, do prostredia, čo je do značnej miery spôsobené moderným antropogénnym vplyvom.

Chemický faktor, akým je zloženie plynu, je mimoriadne dôležitý pre organizmy žijúce vo vodnom prostredí. Napríklad vo vodách Čierneho mora je veľa sírovodíka, čo spôsobuje, že tento bazén nie je úplne priaznivý pre život niektorých zvierat v ňom. Rieky, ktoré sa do nej vlievajú, so sebou nesú nielen pesticídy či ťažké kovy vyplavené z polí, ale aj dusík a fosfor. A to nie je len poľnohospodárske hnojivo, ale aj potrava pre morské mikroorganizmy a riasy, ktoré sa v dôsledku prebytku živín začnú rýchlo rozvíjať (voda kvitne). Keď zomrú, klesnú na dno a počas procesu rozkladu spotrebúvajú značné množstvo kyslíka. Za posledných 30-40 rokov sa rozkvet Čierneho mora výrazne zvýšil. V spodnej vrstve vody je kyslík nahradený jedovatým sírovodíkom, takže tu prakticky nie je život. Organický svet mora je pomerne chudobný a monotónny. Jeho živá vrstva je obmedzená na úzky povrch s hrúbkou 150 m. Pokiaľ ide o suchozemské organizmy, sú necitlivé na zloženie plynu v atmosfére, pretože je konštantné.

Do skupiny chemických faktorov patrí aj taký ukazovateľ ako slanosť vody (obsah rozpustných solí v prírodných vodách). Podľa množstva rozpustených solí sa prírodné vody delia na tieto kategórie: sladká voda - do 0,54 g/l, brakická voda - od 1 do 3, mierne slaná - od 3 do 10, slaná a veľmi slaná voda - od r. 10 až 50, soľanka - viac 50 g / l. V sladkovodných útvaroch na zemi (potoky, rieky, jazerá) teda 1 kg vody obsahuje až 1 g rozpustných solí. Morská voda je komplexný soľný roztok, ktorého priemerná slanosť je 35 g/kg vody, t.j. 3,5 %.

Živé organizmy žijúce vo vodnom prostredí sú prispôsobené presne definovanej slanosti vody. Sladkovodné formy nemôžu žiť v moriach a morské formy neznášajú odsoľovanie. Ak sa zmení slanosť vody, zvieratá sa pohybujú pri hľadaní priaznivého prostredia. Napríklad pri odsoľovaní povrchových vrstiev mora po silných dažďoch niektoré druhy morských kôrovcov zostupujú do hĺbky až 10 m.

Larvy ustríc žijú v brakických vodách malých zátok a ústí riek (polouzavreté pobrežné vodné plochy, ktoré voľne komunikujú s oceánom alebo morom). Larvy rastú obzvlášť rýchlo, keď je slanosť vody 1,5-1,8% (niekde medzi sladkou a slanou vodou). Pri vyššom obsahu soli je ich rast do istej miery potlačený. Keď sa obsah soli zníži, rast je už výrazne potlačený. Pri slanosti 0,25% sa rast lariev zastaví a všetky uhynú.

Pyrogénne faktory

Patria sem faktory vystavenia ohňu alebo požiare. V súčasnosti sú požiare považované za veľmi významný a jeden z prirodzených abiotických faktorov prostredia. Pri správnom používaní môže byť oheň veľmi cenným environmentálnym nástrojom.

Požiare sú na prvý pohľad negatívnym faktorom. Ale v skutočnosti to tak nie je. Bez požiarov by napríklad savana rýchlo zmizla a bola by pokrytá hustým lesom. To sa však nestane, pretože jemné výhonky stromov odumierajú v ohni. Pretože stromy rastú pomaly, len máloktoré prežijú požiare a rastú dostatočne vysoko. Tráva rýchlo rastie a rovnako rýchlo sa zotavuje aj po požiaroch.

Treba si uvedomiť, že na rozdiel od iných environmentálnych faktorov ľudia dokážu požiare regulovať, a preto sa môžu stať určitým limitujúcim faktorom pri šírení rastlín a živočíchov. Oheň riadený človekom produkuje popol, ktorý je bohatý na prospešné látky. Zmiešaním s pôdou popol stimuluje rast rastlín, ktorých množstvo určuje život zvierat.

Okrem toho mnohí obyvatelia savany, ako napríklad bocian africký a sekretárka, používajú oheň na svoje vlastné účely. Navštevujú hranice prírodných alebo kontrolovaných požiarov a jedia tam hmyz a hlodavce, ktoré uniknú ohňu.

Požiare môžu byť spôsobené tak prírodnými faktormi (údery blesku), ako aj náhodnými a nenáhodnými ľudskými činmi. Existujú dva druhy požiarov. Strešné požiare je najťažšie kontrolovať a regulovať. Najčastejšie sú veľmi intenzívne a ničia všetku vegetáciu a pôdnu organickú hmotu. Takéto požiare majú na mnohé organizmy obmedzujúci účinok.

Pozemné požiare, naopak, majú selektívny účinok: pre niektoré organizmy sú deštruktívnejšie, pre iné - menej, a tak prispievajú k rozvoju organizmov s vysokou odolnosťou voči požiarom. Malé pozemné požiare navyše dopĺňajú pôsobenie baktérií, ktoré rozkladajú odumreté rastliny a urýchľujú premenu minerálnych živín do formy vhodnej na využitie pre nové generácie rastlín. V biotopoch s neúrodnou pôdou prispievajú požiare k jej obohateniu o prvky popola a živiny.

Pri dostatočnej vlhkosti (severoamerické prérie) požiare stimulujú rast tráv na úkor stromov. Požiare zohrávajú mimoriadne dôležitú regulačnú úlohu v stepiach a savanách. Tu pravidelné požiare znižujú pravdepodobnosť invázie púštnych kríkov.

Príčinou zvýšenej frekvencie lesných požiarov je často človek, hoci súkromník nemá právo úmyselne (ani náhodne) spôsobiť požiar v prírode. Používanie ohňa špecialistami však patrí k správnemu hospodáreniu na pôde.

Medzi abiotické faktory prostredia patrí substrát a jeho zloženie, vlhkosť, teplota, svetlo a iné druhy žiarenia v prírode a jeho zloženie a mikroklíma. Je potrebné poznamenať, že teplota, zloženie vzduchu, vlhkosť a svetlo môžu byť podmienene klasifikované ako „individuálne“ a substrát, klíma, mikroklíma atď. - ako „komplexné“ faktory.

Substrát (doslova) je miesto pripojenia. Napríklad pre drevité a bylinné formy rastlín je to pre pôdne mikroorganizmy pôda. V niektorých prípadoch možno substrát považovať za synonymum biotopu (napríklad pôda je edafický biotop). Substrát sa vyznačuje určitým chemickým zložením, ktoré ovplyvňuje organizmy. Ak sa substrát chápe ako biotop, tak v tomto prípade predstavuje komplex charakteristických biotických a abiotických faktorov, ktorým sa ten či onen organizmus prispôsobuje.

Charakteristika teploty ako abiotického faktora prostredia

Úloha teploty ako environmentálneho faktora spočíva v tom, že ovplyvňuje metabolizmus: pri nízkych teplotách sa rýchlosť bioorganických reakcií výrazne spomaľuje a pri vysokých teplotách výrazne stúpa, čo vedie k nerovnováhe v priebehu biochemických procesov, a to spôsobuje rôzne choroby a niekedy aj smrť.

Vplyv teploty na rastlinné organizmy

Teplota nie je len faktorom určujúcim možnosť života rastlín v určitej oblasti, ale u niektorých rastlín ovplyvňuje proces ich vývoja. Zimné odrody pšenice a raže, ktoré počas klíčenia neprešli procesom „vernalizácie“ (vystavenie nízkym teplotám), teda pri pestovaní v najpriaznivejších podmienkach neprodukujú semená.

Aby rastliny odolali účinkom nízkych teplôt, majú rôzne úpravy.

1. V zime cytoplazma stráca vodu a hromadia sa v nej látky, ktoré majú „nemrznúci“ účinok (monosacharidy, glycerín a iné látky) – koncentrované roztoky takýchto látok zamŕzajú len pri nízkych teplotách.

2. Prechod rastlín do štádia (fázy) odolné voči nízkym teplotám - štádium výtrusov, semien, hľúz, cibúľ, pakoreňov, koreňov a pod.Drevnaté a kríčkové formy rastlín zhadzujú listy, stonky sú pokryté korkom , ktorý má vysoké tepelnoizolačné vlastnosti a v živých bunkách sa hromadia nemrznúce látky.

Vplyv teploty na živočíšne organizmy

Teplota ovplyvňuje poikilotermné a homeotermické živočíchy odlišne.

Poikilotermné živočíchy sú aktívne len počas teplôt, ktoré sú pre ich život optimálne. V období nízkych teplôt sa ukladajú na zimný spánok (obojživelníky, plazy, článkonožce atď.). Niektorý hmyz prezimuje buď ako vajíčka alebo ako kukly. Prítomnosť organizmu v hibernácii je charakterizovaná stavom pozastavenej animácie, v ktorej sú metabolické procesy veľmi inhibované a telo môže dlho zostať bez jedla. Poikilotermné živočíchy môžu prezimovať aj pri vystavení vysokým teplotám. Zvieratá v nižších zemepisných šírkach sú teda v najteplejšej časti dňa v norách a obdobie ich aktívnej životnej aktivity nastáva skoro ráno alebo neskoro večer (alebo sú nočné).

Živočíšne organizmy hibernujú nielen vplyvom teploty, ale aj inými faktormi. Medveď (homotermický živočích) teda v zime hibernuje kvôli nedostatku potravy.

Homeotermné živočíchy sú pri svojich životných aktivitách menej závislé od teploty, ale teplota ich ovplyvňuje z hľadiska dostupnosti (neprítomnosti) ponuky potravy. Tieto zvieratá majú nasledujúce úpravy na prekonanie účinkov nízkych teplôt:

1) živočíchy sa presúvajú z chladnejších oblastí do teplejších (migrácia vtákov, migrácia cicavcov);

2) zmeniť charakter prikrývky (letná srsť alebo operenie sa nahrádza hustejším zimným; hromadí veľkú vrstvu tuku - diviaky, tulene atď.);

3) hibernovať (napríklad medveď).

Homeotermické zvieratá majú prispôsobenia na zníženie účinkov teplôt (vysokých aj nízkych). Človek má teda potné žľazy, ktoré pri zvýšených teplotách menia charakter sekrécie (množstvo sekrécie sa zvyšuje), mení sa lúmen krvných ciev v koži (pri nízkych teplotách klesá a pri vysokých sa zvyšuje) atď.

Žiarenie ako abiotický faktor

Ako v živote rastlín, tak aj v živote živočíchov zohrávajú obrovskú úlohu rôzne žiarenia, ktoré buď vstupujú na planétu zvonku (slnečné lúče), alebo sa uvoľňujú z útrob Zeme. Tu budeme uvažovať hlavne slnečné žiarenie.

Slnečné žiarenie je heterogénne a pozostáva z elektromagnetických vĺn rôznych dĺžok, a preto má rôzne energie. Na povrch Zeme dopadajú lúče viditeľného aj neviditeľného spektra. Lúče neviditeľného spektra zahŕňajú infračervené a ultrafialové lúče a lúče viditeľného spektra majú sedem najrozlíšiteľnejších lúčov (od červenej po fialovú). kvantá žiarenia sa zvyšujú z infračerveného na ultrafialové (t.j. ultrafialové lúče obsahujú kvantá najkratších vĺn a najvyššiu energiu).

Slnečné lúče majú niekoľko environmentálnych dôležitých funkcií:

1) vďaka slnečným lúčom sa na povrchu Zeme realizuje určitý teplotný režim, ktorý má zemepisný a vertikálny zonálny charakter;

Bez vplyvu človeka sa však zloženie vzduchu môže meniť v závislosti od nadmorskej výšky (s nadmorskou výškou klesá obsah kyslíka a oxidu uhličitého, keďže tieto plyny sú ťažšie ako dusík). Vzduch pobrežných oblastí je obohatený o vodnú paru, ktorá obsahuje morské soli v rozpustenom stave. Ovzdušie lesa sa líši od ovzdušia polí v nečistotách zlúčenín uvoľňovaných rôznymi rastlinami (napríklad vzduch v borovicovom lese obsahuje veľké množstvo živicových látok a esterov, ktoré ničia patogény, takže tento vzduch je liečivý pre pacienti s tuberkulózou).

Najdôležitejším komplexným abiotickým faktorom je klíma.

Klíma je kumulatívny abiotický faktor, ktorý zahŕňa určité zloženie a úroveň slnečného žiarenia, s tým spojenú úroveň vplyvu teploty a vlhkosti a určitý režim vetra. Klíma závisí aj od charakteru vegetácie rastúcej v danej oblasti a od terénu.

Na Zemi existuje určitá zemepisná a vertikálna klimatická zóna. Vyskytujú sa tu vlhké tropické, subtropické, ostro kontinentálne a iné typy podnebia.

Zopakujte si informácie o rôznych typoch podnebia z učebnice fyzickej geografie. Zvážte klimatické charakteristiky oblasti, kde žijete.

Klíma ako kumulatívny faktor formuje ten či onen druh vegetácie (flóry) a príbuzný druh fauny. Ľudské sídla majú veľký vplyv na klímu. Klíma veľkých miest sa líši od klímy prímestských oblastí.

Porovnajte teplotný režim mesta, v ktorom žijete a teplotný režim oblasti, kde sa mesto nachádza.

Teplota v meste (najmä v centre) je spravidla vždy vyššia ako v regióne.

Mikroklíma úzko súvisí s klímou. Príčinou vzniku mikroklímy sú rozdiely v reliéfe na danom území, prítomnosť nádrží, čo vedie k zmenám podmienok na rôznych územiach danej klimatickej zóny. Dokonca aj na relatívne malej ploche letnej chaty môžu v niektorých jej častiach vzniknúť rôzne podmienky pre rast rastlín v dôsledku rôznych svetelných podmienok.

Zažívajú kombinované účinky rôznych podmienok. Abiotické faktory, biotické faktory a antropogénne faktory ovplyvňujú charakteristiky ich životnej aktivity a adaptácie.

Aké sú environmentálne faktory?

Všetky podmienky neživej prírody sa nazývajú abiotické faktory. Ide napríklad o množstvo slnečného žiarenia alebo vlhkosti. Biotické faktory zahŕňajú všetky typy interakcií medzi živými organizmami. V poslednej dobe majú ľudské aktivity čoraz väčší vplyv na živé organizmy. Tento faktor je antropogénny.

Abiotické faktory prostredia

Pôsobenie faktorov neživej prírody závisí od klimatických podmienok biotopu. Jedným z nich je slnečné svetlo. Intenzita fotosyntézy, a teda saturácia vzduchu kyslíkom, závisí od jeho množstva. Táto látka je nevyhnutná na to, aby živé organizmy dýchali.

K abiotickým faktorom patrí aj teplota a vlhkosť vzduchu. Od nich závisí druhová rozmanitosť a vegetačné obdobie rastlín a vlastnosti životného cyklu zvierat. Živé organizmy sa týmto faktorom prispôsobujú rôznymi spôsobmi. Napríklad väčšina krytosemenných stromov v zime zhadzuje listy, aby sa zabránilo nadmernej strate vlhkosti. Púštne rastliny majú rastliny, ktoré dosahujú značné hĺbky. To im poskytuje potrebné množstvo vlhkosti. Prvosienky stihnú vyrásť a rozkvitnúť za pár jarných týždňov. A prežijú obdobie suchého leta a studenej zimy s malým množstvom snehu pod zemou v podobe cibuľky. Táto podzemná úprava výhonku akumuluje dostatočné množstvo vody a živín.

Abiotické faktory prostredia zahŕňajú aj vplyv lokálnych faktorov na živé organizmy. Patrí medzi ne charakter reliéfu, chemické zloženie a nasýtenie pôdy humusom, úroveň slanosti vody, charakter morských prúdov, smer a rýchlosť vetra a smer žiarenia. Ich vplyv sa prejavuje priamo aj nepriamo. Povaha reliéfu teda určuje vplyv vetra, vlhkosti a svetla.

Vplyv abiotických faktorov

Faktory neživej prírody majú na živé organizmy rôzne účinky. Monodominantný je vplyv jedného prevládajúceho vplyvu s nevýznamným prejavom ostatných. Napríklad, ak nie je v pôde dostatok dusíka, koreňový systém sa vyvíja na nedostatočnej úrovni a iné prvky nemôžu ovplyvniť jeho vývoj.

Posilnenie pôsobenia viacerých faktorov súčasne je prejavom synergie. Ak je teda v pôde dostatok vlahy, rastliny začnú lepšie absorbovať dusík aj slnečné žiarenie. Provokatívne môžu byť aj abiotické faktory, biotické faktory a antropogénne faktory. So skorým začiatkom topenia budú rastliny s najväčšou pravdepodobnosťou trpieť mrazom.

Vlastnosti pôsobenia biotických faktorov

Biotické faktory zahŕňajú rôzne formy vzájomného ovplyvňovania živých organizmov. Môžu byť tiež priame a nepriame a prejavujú sa celkom polárnymi spôsobmi. V niektorých prípadoch organizmy nemajú žiadny účinok. Ide o typický prejav neutralizmu. Tento zriedkavý jav sa zvažuje iba v prípade úplnej absencie priameho vplyvu organizmov na seba. Veveričky a losy, ktoré žijú vo všeobecnej biogeocenóze, nijako neinteragujú. Ovplyvňuje ich však všeobecný kvantitatívny pomer v biologickom systéme.

Príklady biotických faktorov

Biotickým faktorom je aj komenzalizmus. Napríklad, keď jeleň nosí plody lopúcha, nedostáva z toho ani úžitok, ani škodu. Zároveň prinášajú značné výhody rozptýlením mnohých rastlinných druhov.

Medzi organizmami často vznikajú vzájomné vzťahy a symbióza. Príkladmi sú vzájomnosť a symbióza. V prvom prípade dochádza k vzájomne výhodnému spolunažívaniu organizmov rôznych druhov. Typickým príkladom mutualizmu je krab pustovník a morská sasanka. Jeho dravý kvet je spoľahlivou ochranou pre článkonožce. A sasanka využíva škrupinu ako domov.

Užšie vzájomne prospešné spolužitie je symbióza. Jeho klasickým príkladom sú lišajníky. Táto skupina organizmov je súborom húb a buniek modrozelených rias.

Biotické faktory, ktorých príklady sme skúmali, môžu byť doplnené predáciou. Pri tomto type interakcie organizmy jedného druhu poskytujú potravu iným. V jednom prípade dravce útočia, zabíjajú a jedia svoju korisť. V inom hľadajú organizmy určitých druhov.

Pôsobenie antropogénnych faktorov

Abiotické faktory a biotické faktory už dávno ako jediné ovplyvňujú živé organizmy. S rozvojom ľudskej spoločnosti však jeho vplyv na prírodu stále viac narastal. Slávny vedec V.I Vernadsky dokonca identifikoval samostatnú škrupinu vytvorenú ľudskou činnosťou, ktorú nazval Noosféra. Odlesňovanie, neobmedzené rozorávanie pôdy, vyhladzovanie mnohých druhov rastlín a živočíchov a nerozumné environmentálne riadenie sú hlavné faktory, ktoré menia životné prostredie.

Habitat a jeho faktory

Biotické faktory, ktorých príklady boli uvedené, spolu s inými skupinami a formami vplyvov, majú svoj vlastný význam v rôznych biotopoch. Životná aktivita prízemných a vzduchových organizmov do značnej miery závisí od kolísania teploty vzduchu. Ale vo vode tento istý ukazovateľ nie je taký dôležitý. Pôsobenie antropogénneho faktora v súčasnosti nadobúda osobitný význam vo všetkých biotopoch iných živých organizmov.

a adaptácia organizmov

Samostatnú skupinu možno identifikovať ako faktory, ktoré obmedzujú životnú aktivitu organizmov. Nazývajú sa obmedzujúce alebo obmedzujúce. Pre listnaté rastliny patrí medzi abiotické faktory množstvo slnečného žiarenia a vlhkosť. Sú obmedzujúce. Vo vodnom prostredí sú limitujúcimi faktormi jeho slanosť a chemické zloženie. Globálne otepľovanie teda vedie k topeniu ľadovcov. To zase znamená zvýšenie obsahu sladkej vody a zníženie úrovne jej slanosti. Výsledkom je, že rastlinné a živočíšne organizmy, ktoré sa nedokážu prispôsobiť zmenám tohto faktora a adaptovať sa, nevyhnutne zomierajú. V súčasnosti ide o globálny environmentálny problém ľudstva.

Abiotické faktory, biotické faktory a antropogénne faktory teda spoločne pôsobia na rôzne skupiny živých organizmov v ich biotopoch, regulujú ich počet a životné procesy a menia druhovú bohatosť planéty.

Úvod

Hlavné abiotické faktory a ich vlastnosti

Literatúra

Úvod

Abiotické faktory prostredia sú zložky a javy neživej, anorganickej povahy, ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú živé organizmy. Prirodzene, tieto faktory pôsobia súčasne a to znamená, že pod ich vplyv spadajú všetky živé organizmy. Stupeň prítomnosti alebo neprítomnosti každého z nich výrazne ovplyvňuje životaschopnosť organizmov a pre rôzne druhy sa líši. Treba poznamenať, že to výrazne ovplyvňuje celý ekosystém ako celok a jeho udržateľnosť.

Faktory prostredia, jednotlivo aj v kombinácii, pri pôsobení na živé organizmy ich nútia meniť sa a prispôsobovať sa týmto faktorom. Táto schopnosť sa nazýva ekologická valencia alebo plasticita. Plasticita alebo environmentálna valencia každého druhu je odlišná a má odlišný vplyv na schopnosť živých organizmov prežiť pri meniacich sa environmentálnych faktoroch. Ak sa organizmy nielen prispôsobujú biotickým faktorom, ale môžu ich aj ovplyvňovať tým, že menia iné živé organizmy, potom je to pri abiotických faktoroch prostredia nemožné: organizmus sa im dokáže prispôsobiť, ale nie je schopný ich výrazne spätne ovplyvňovať.

Abiotické faktory prostredia sú podmienky, ktoré priamo nesúvisia so životnou aktivitou organizmov. Medzi najdôležitejšie abiotické faktory patrí teplota, svetlo, voda, zloženie atmosférických plynov, štruktúra pôdy, zloženie živín v nej, terén atď. Tieto faktory môžu ovplyvňovať organizmy ako priamo, napríklad svetlo alebo teplo, tak aj nepriamo, napríklad terén, ktorý podmieňuje pôsobenie priamych faktorov, svetla, vetra, vlhkosti atď. procesy boli objavené.

1. Hlavné abiotické faktory a ich charakteristika

Medzi abiotické faktory patria:

Klimatické (vplyv teploty, svetla a vlhkosti);

Geologické (zemetrasenie, sopečná erupcia, pohyb ľadovcov, bahno a lavíny atď.);

Orografické (črty terénu, kde žijú skúmané organizmy).

Uvažujme o pôsobení hlavných priamych abiotických faktorov: svetla, teploty a prítomnosti vody. Teplota, svetlo a vlhkosť sú najdôležitejšie faktory prostredia. Tieto faktory sa prirodzene menia ako v priebehu roka a dňa, tak aj v súvislosti s geografickým zónovaním. Organizmy vykazujú zonálnu a sezónnu adaptáciu na tieto faktory.

Svetlo ako environmentálny faktor

Slnečné žiarenie je hlavným zdrojom energie pre všetky procesy prebiehajúce na Zemi. V spektre slnečného žiarenia možno rozlíšiť tri oblasti, odlišné biologickým pôsobením: ultrafialové, viditeľné a infračervené. Ultrafialové lúče s vlnovou dĺžkou menšou ako 0,290 mikrónov sú deštruktívne pre všetko živé, no zadržiava ich ozónová vrstva atmosféry. Len malá časť dlhších ultrafialových lúčov (0,300 - 0,400 mikrónov) dopadá na zemský povrch. Tvoria asi 10 % energie žiarenia. Tieto lúče sú vysoko chemicky aktívne vo vysokých dávkach môžu poškodiť živé organizmy. V malom množstve sú však potrebné napríklad pre človeka: vplyvom týchto lúčov vzniká v ľudskom tele vitamín D a hmyz tieto lúče vizuálne rozlišuje, t.j. vidieť v ultrafialovom svetle. Môžu sa pohybovať pomocou polarizovaného svetla.

Pre organizmy sú dôležité najmä viditeľné lúče s vlnovou dĺžkou 0,400 až 0,750 mikrónov (tvoria väčšinu energie - 45 % - slnečného žiarenia), ktoré dopadajú na zemský povrch. Zelené rastliny vďaka tomuto žiareniu syntetizujú organickú hmotu (vykonávajú fotosyntézu), ktorú ako potravu využívajú všetky ostatné organizmy. Pre väčšinu rastlín a živočíchov je viditeľné svetlo jedným z dôležitých environmentálnych faktorov, aj keď existujú aj také, pre ktoré svetlo nie je predpokladom existencie (pôda, jaskynné a hlbokomorské typy adaptácie na život v tme). Väčšina zvierat je schopná rozlíšiť spektrálne zloženie svetla – má farebné videnie a rastliny majú pestrofarebné kvety, aby prilákali opeľujúci hmyz.

Infračervené lúče s vlnovou dĺžkou väčšou ako 0,750 mikrónov ľudské oko nevníma, sú však zdrojom tepelnej energie (45 % energie žiarenia). Tieto lúče sú absorbované tkanivami zvierat a rastlín, čo spôsobuje, že sa tkanivá zahrievajú. Mnohé studenokrvné živočíchy (jašterice, hady, hmyz) využívajú slnečné žiarenie na zvýšenie telesnej teploty (niektoré hady a jašterice sú ekologicky teplokrvné živočíchy). Svetelné podmienky spojené s rotáciou Zeme majú odlišné denné a sezónne cykly. Takmer všetky fyziologické procesy v rastlinách a zvieratách majú denný rytmus s maximom a minimom v určitých hodinách: napríklad v určitých hodinách dňa sa kvetina rastliny otvára a zatvára a zvieratá si vyvinuli adaptáciu na nočný a denný život. Dĺžka dňa (alebo fotoperióda) má v živote rastlín a živočíchov veľký význam.

Rastliny sa v závislosti od svojich životných podmienok prispôsobujú tieňu - rastliny odolné voči odtieňom alebo naopak slnku - svetlomilné rastliny (napríklad obilniny). Silné, jasné slnko (nad optimálnym jasom) však potláča fotosyntézu, čo sťažuje produkciu vysokých výnosov plodín bohatých na bielkoviny v trópoch. V miernych pásmach (nad a pod rovníkom) sa vývojový cyklus rastlín a živočíchov obmedzuje na ročné obdobia: príprava na zmeny teplotných podmienok sa uskutočňuje na základe signálu – zmeny dĺžky dňa, ktorý pri určité ročné obdobie na danom mieste je vždy rovnaké. V dôsledku tohto signálu sa zapínajú fyziologické procesy, ktoré vedú k rastu a kvitnutiu rastlín na jar, plodeniu v lete a opadaniu listov na jeseň; u zvierat - k prelínaniu, hromadeniu tuku, migrácii, rozmnožovaniu u vtákov a cicavcov a nástupu pokojového štádia u hmyzu. Zvieratá vnímajú zmeny dĺžky dňa pomocou svojich zrakových orgánov. A rastliny - pomocou špeciálnych pigmentov umiestnených v listoch rastlín. Podráždenie je vnímané cez receptory, v dôsledku čoho dochádza k sérii biochemických reakcií (aktivácia enzýmov alebo uvoľňovanie hormónov) a potom sa objavujú fyziologické alebo behaviorálne reakcie.

Štúdium fotoperiodizmu u rastlín a živočíchov ukázalo, že reakcia organizmov na svetlo nie je založená len na množstve prijatého svetla, ale na striedaní periód svetla a tmy s určitým trvaním počas dňa. Organizmy sú schopné merať čas, t.j. mať biologické hodiny - od jednobunkových organizmov po človeka. Biologické hodiny - riadia sa aj sezónnymi cyklami a inými biologickými javmi. Biologické hodiny určujú denný rytmus činnosti celých organizmov a procesov prebiehajúcich aj na bunkovej úrovni, najmä bunkových delení.

Teplota ako environmentálny faktor

Všetky chemické procesy prebiehajúce v tele závisia od teploty. Zmeny tepelných podmienok, často pozorované v prírode, hlboko ovplyvňujú rast, vývoj a ďalšie prejavy života živočíchov a rastlín. Existujú organizmy s nestabilnou telesnou teplotou – poikilotermné a organizmy s konštantnou telesnou teplotou – homeotermické. Poikilotermné živočíchy sú úplne závislé od teploty prostredia, kým homeotermné živočíchy sú schopné udržiavať stálu telesnú teplotu bez ohľadu na zmeny teploty prostredia. Prevažná väčšina suchozemských rastlín a živočíchov v stave aktívneho života nemôže tolerovať negatívne teploty a zomrieť. Horná teplotná hranica života nie je rovnaká pre rôzne druhy - zriedka nad 40-45 O C. Niektoré sinice a baktérie žijú pri teplotách 70-90 O C, niektoré mäkkýše (do 53 O S). Pre väčšinu suchozemských živočíchov a rastlín sa optimálne teplotné podmienky pohybujú v pomerne úzkych medziach (15-30 O S). Horná hranica životnej teploty je určená teplotou zrážania bielkovín, keďže k ireverzibilnej koagulácii bielkovín (narušenie štruktúry bielkovín) dochádza pri teplote okolo 60 o. S.

V procese evolúcie si poikilotermné organizmy vyvinuli rôzne adaptácie na meniace sa teplotné podmienky prostredia. Hlavným zdrojom tepelnej energie u poikilotermných živočíchov je vonkajšie teplo. Poikilotermné organizmy si vyvinuli rôzne adaptácie na nízke teploty. Niektoré zvieratá, napríklad arktické ryby, žijú neustále pri teplote -1,8 o C, obsahujú látky (glykoproteíny) v tkanivovej tekutine, ktoré zabraňujú tvorbe ľadových kryštálikov v tele; hmyz na tieto účely akumuluje glycerol. Iné živočíchy naopak vďaka aktívnej kontrakcii svalov zvyšujú produkciu tepla v tele – takto zvyšujú telesnú teplotu o niekoľko stupňov. Iné regulujú svoju tepelnú výmenu v dôsledku výmeny tepla medzi cievami obehového systému: cievy vychádzajúce zo svalov sú v tesnom kontakte s cievami vychádzajúcimi z kože a nesú ochladenú krv (tento jav je charakteristický pre studenú vodu ryby). Adaptívne správanie zahŕňa mnoho hmyzu, plazov a obojživelníkov, ktorí si vyberajú miesta na slnku, aby sa zohriali, alebo menia rôzne polohy, aby zväčšili vykurovaciu plochu.

U mnohých studenokrvných živočíchov sa telesná teplota môže meniť v závislosti od fyziologického stavu: napríklad u lietajúceho hmyzu sa môže vnútorná telesná teplota zvýšiť o 10-12 o C alebo viac v dôsledku zvýšenej svalovej práce. Spoločenský hmyz, najmä včely, si vyvinul účinný spôsob udržiavania teploty prostredníctvom kolektívnej termoregulácie (úľ dokáže udržať teplotu 34-35 o C, nevyhnutné pre vývoj lariev).

Poikilotermné živočíchy sa dokážu prispôsobiť vysokým teplotám. K tomu dochádza aj rôznymi spôsobmi: k prenosu tepla môže dôjsť v dôsledku odparovania vlhkosti z povrchu tela alebo zo sliznice horných dýchacích ciest, ako aj v dôsledku podkožnej cievnej regulácie (napríklad u jašteríc rýchlosť prietoku krvi cez cievy kože sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou).

Najdokonalejšiu termoreguláciu pozorujeme u vtákov a cicavcov – homeotermálnych živočíchov. V procese evolúcie nadobudli schopnosť udržiavať stálu telesnú teplotu vďaka prítomnosti štvorkomorového srdca a jedného aortálneho oblúka, čo zaisťovalo úplné oddelenie arteriálneho a venózneho prietoku krvi; vysoký metabolizmus; perie alebo vlasy; regulácia prenosu tepla; dobre vyvinutý nervový systém získal schopnosť aktívneho života pri rôznych teplotách. Väčšina vtákov má telesnú teplotu mierne nad 40 o C a u cicavcov je o niečo nižšia. Pre zvieratá je veľmi dôležitá nielen schopnosť termoregulácie, ale aj adaptačné správanie, stavba špeciálnych úkrytov a hniezd, výber miesta s priaznivejšou teplotou atď. Nízkym teplotám sa vedia prispôsobiť aj niekoľkými spôsobmi: teplokrvné živočíchy okrem peria či chlpov využívajú chvenie (mikrokontrakcie zvonka nehybných svalov) na zníženie tepelných strát; oxidáciou hnedého tukového tkaniva u cicavcov vzniká dodatočná energia, ktorá podporuje metabolizmus.

Adaptácia teplokrvných živočíchov na vysoké teploty je v mnohom podobná podobným adaptáciám studenokrvných živočíchov - potenie a odparovanie vody zo sliznice úst a horných dýchacích ciest u vtákov - iba posledný spôsob, od r nemajú potné žľazy; rozšírenie krvných ciev umiestnených blízko povrchu kože, čo zvyšuje prenos tepla (u vtákov sa tento proces vyskytuje v neoperených oblastiach tela, napríklad cez hrebeň). Teplota, ako aj svetelný režim, od ktorého závisí, sa prirodzene mení v priebehu roka a v súvislosti s geografickou šírkou. Preto sú všetky úpravy dôležitejšie pre život pri nízkych teplotách.

Voda ako environmentálny faktor

Voda zohráva výnimočnú úlohu v živote každého organizmu, pretože je štrukturálnou zložkou bunky (voda tvorí 60-80% bunkovej hmoty). Význam vody v živote bunky je určený jej fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Molekula vody je vďaka polarite schopná priťahovať akékoľvek iné molekuly, čím vznikajú hydráty, t.j. je rozpúšťadlo. Mnohé chemické reakcie môžu prebiehať iba v prítomnosti vody. Voda je prítomná v živých systémoch tepelný nárazník , absorbujúce teplo pri prechode z kvapalného do plynného skupenstva, čím chránia nestabilné štruktúry článku pred poškodením pri krátkodobom uvoľnení tepelnej energie. V tomto smere vytvára chladivý efekt pri odparovaní z povrchu a reguluje telesnú teplotu. Vlastnosti tepelnej vodivosti vody určujú jej vedúcu úlohu ako klimatického termoregulátora v prírode. Voda sa pomaly ohrieva a pomaly ochladzuje: v lete a cez deň sa voda morí, oceánov a jazier ohrieva, v noci a v zime sa tiež pomaly ochladzuje. Medzi vodou a vzduchom prebieha neustála výmena oxidu uhličitého. Okrem toho voda plní transportnú funkciu, presúva pôdne látky zhora nadol a späť. Úloha vlhkosti pre suchozemské organizmy je spôsobená tým, že zrážky sú počas roka na zemskom povrchu rozložené nerovnomerne. V suchých oblastiach (stepi, púšte) rastliny získavajú vodu pomocou vysoko vyvinutého koreňového systému, niekedy veľmi dlhých koreňov (pre ťavie tŕne - až 16 m), ktoré dosahujú vlhkú vrstvu. Vysoký osmotický tlak bunkovej šťavy (až 60-80 atm), ktorý zvyšuje saciu silu koreňov, pomáha zadržiavať vodu v pletivách. V suchom počasí rastliny znižujú odparovanie vody: pri púštnych rastlinách dochádza k zhrubnutiu krycích pletív listov, prípadne sa na povrchu listov vytvorí voskovitá vrstva či husté dospievanie. Množstvo rastlín dosahuje zníženie vlahy zmenšením čepele listu (listy sa menia na ostne, často rastliny úplne strácajú listy - saxaul, tamarišek a pod.).

V závislosti od požiadaviek na vodný režim sa medzi rastlinami rozlišujú tieto ekologické skupiny:

Hydratofyty sú rastliny, ktoré neustále žijú vo vode;

Hydrofyty - rastliny, ktoré sú len čiastočne ponorené do vody;

Helofyty - močiarne rastliny;

Hygrofyty sú suchozemské rastliny, ktoré žijú na nadmerne vlhkých miestach;

Mezofyty - preferujú miernu vlhkosť;

Xerofyty sú rastliny prispôsobené neustálemu nedostatku vlahy; Medzi xerofyty patria:

Sukulenty - hromadenie vody v tkanivách svojho tela (sukulenty);

Sklerofyty – strácajú značné množstvo vody.

Mnohé púštne zvieratá sú schopné prežiť bez pitnej vody; niektoré môžu bežať rýchlo a dlho a robiť dlhé migrácie na napájadlá (antilopy saigy, ťavy atď.); Niektoré živočíchy získavajú vodu z potravy (hmyz, plazy, hlodavce). Tukové usadeniny púštnych zvierat môžu slúžiť ako akási zásoba vody v tele: pri oxidácii tukov vzniká voda (tukové usadeniny v hrbe tiav alebo podkožné tukové usadeniny u hlodavcov). Kožné kryty s nízkou priepustnosťou (napríklad u plazov) chránia zvieratá pred stratou vlhkosti. Mnohé zvieratá prešli na nočný životný štýl alebo sa schovávajú v norách, čím sa vyhýbajú vysušujúcim účinkom nízkej vlhkosti a prehriatiu. V podmienkach periodického sucha sa množstvo rastlín a živočíchov dostáva do stavu fyziologického pokoja – rastliny prestávajú rásť a zhadzujú listy, zvieratá hibernujú. Tieto procesy sú sprevádzané zníženým metabolizmom počas suchých období.

abiotická príroda biosféra slnečný