Neživi faktori okoline. Klasifikacija faktora sredine

Državna obrazovna ustanova

Visoko stručno obrazovanje.

„SANKT PETERBUŠKI DRŽAVNI UNIVERZITET

SERVIS I EKONOMIJA"

Disciplina: Ekologija

Institut (fakultet): (IREU) “Institut za regionalnu ekonomiju i menadžment”

Specijalnost: 080507 “Upravljanje organizacijama”

Na temu: Faktori okoline i njihova klasifikacija.

Izvedeno:

Valkova Violetta Sergeevna

Student 1. godine

Vanredni studij

Supervizor:

Ovčinnikova Raisa Andreevna

2008 – 2009

UVOD ………………………………………………………………………………………………………………………………..3

FAKTORI OKOLIŠA. USLOVI OKOLIŠA…………………………………………………3

Abiotic

Biotic

Antropogena

BIOTIČKI ODNOSI ORGANIZAMA ………………………………………….6

OPĆE REGULARNOSTI UTICAJA EKOLOŠKIH FAKTORA OKOLIŠA NA ORGANIZME………………………………………………………………………………… …………………………….7

ZAKLJUČAK ……………………………………………………………………………………………… ……………9

LISTA REFERENCE ………… ………………………………………………………………………..10

UVOD

Zamislimo jednu vrstu biljaka ili životinja iu njoj jednu pojedinac, mentalno je izolujući od ostatka živog sveta. Ova osoba, dok je bila pod uticajem faktori životne sredineće biti pod njihovim uticajem. Glavni će biti faktori determinisani klimom. Svima je dobro poznato, na primjer, da se predstavnici jedne ili druge vrste biljaka i životinja ne nalaze posvuda. Neke biljke žive samo uz obale vodenih tijela, druge - ispod krošnje šume. Ne možete sresti lava na Arktiku, niti polarnog medveda u pustinji Gobi. Svjesni smo da su klimatski faktori (temperatura, vlažnost, svjetlost, itd.) od najveće važnosti u distribuciji vrsta. Za kopnene životinje, posebno stanovnike tla, i biljke, fizička i kemijska svojstva tla igraju važnu ulogu. Za vodene organizme osobine vode kao jedinog staništa su od posebnog značaja. Proučavanje uticaja različitih prirodnih faktora na pojedinačne organizme je prva i najjednostavnija podela ekologije.

FAKTORI OKOLIŠA. USLOVI OKOLIŠA

Raznolikost faktora sredine. Faktori okoline su svi vanjski faktori koji imaju direktan ili indirektan utjecaj na broj (obilje) i geografsku rasprostranjenost životinja i biljaka.

Faktori životne sredine su veoma raznoliki kako po prirodi tako i po svom uticaju na žive organizme. Uobičajeno, svi faktori životne sredine se dele u tri velike grupe - abiotički, biotički i antropogeni.

Abiotički faktori - to su faktori nežive prirode, prvenstveno klimatski (sunčeva svjetlost, temperatura, vlažnost zraka), i lokalni (reljef, svojstva tla, salinitet, strujanja, vjetar, radijacija itd.). Ovi faktori mogu uticati na organizam direktno(direktno) kao svjetlost i toplina, ili indirektno, kao što je, na primjer, teren, koji određuje djelovanje direktnih faktora (osvjetljenje, vlaga, vjetar itd.).

Antropogeni faktori - To su oni oblici ljudske djelatnosti koji djelovanjem na životnu sredinu mijenjaju uslove živih organizama ili direktno utiču na određene vrste biljaka i životinja. Jedan od najvažnijih antropogenih faktora je zagađenje.

Uslovi okoline. Uslovi okoline, ili ekološki uslovi, su abiotski faktori životne sredine koji variraju u vremenu i prostoru, na koje organizmi reaguju različito u zavisnosti od svoje snage. Uslovi okoline nameću određena ograničenja organizmima. Količina svjetlosti koja prodire kroz vodeni stupac ograničava život zelenih biljaka u vodenim tijelima. Obilje kiseonika ograničava broj životinja koje dišu vazduh. Temperatura određuje aktivnost i kontroliše reprodukciju mnogih organizama.

Najvažniji faktori koji određuju uslove života organizama u gotovo svim životnim sredinama su temperatura, vlažnost i svjetlost. Razmotrimo detaljnije uticaj ovih faktora.

Temperatura. Svaki organizam može živjeti samo unutar određenog temperaturnog raspona: pojedinci ove vrste umiru na previsokim ili preniskim temperaturama. Negdje unutar ovog intervala, temperaturni uvjeti su najpovoljniji za postojanje određenog organizma, njegove vitalne funkcije se najaktivnije provode. Kako se temperatura približava granicama intervala, brzina životnih procesa se usporava, a na kraju i potpuno prestaju – organizam umire.

Granice temperaturne tolerancije variraju među različitim organizmima. Postoje vrste koje mogu tolerirati temperaturne fluktuacije u širokom rasponu. Na primjer, lišajevi i mnoge bakterije mogu živjeti na vrlo različitim temperaturama. Među životinjama, toplokrvne životinje imaju najveći raspon temperaturne tolerancije. Tigar, na primjer, podjednako dobro podnosi i sibirsku hladnoću i vrućinu tropskih regija Indije ili Malajskog arhipelaga. Ali postoje i vrste koje mogu živjeti samo u manje ili više uskim temperaturnim granicama. Ovo uključuje mnoge tropske biljke, poput orhideja. U umjerenoj zoni mogu rasti samo u staklenicima i zahtijevaju pažljivu njegu. Neki koralji koji formiraju grebene mogu živjeti samo u morima gdje je temperatura vode najmanje 21 °C. Međutim, koralji također umiru kada voda postane prevruća.

U kopno-vazdušnom okruženju, pa čak i u mnogim područjima vodene sredine, temperatura ne ostaje konstantna i može uveliko varirati u zavisnosti od godišnjeg doba ili doba dana. U tropskim područjima godišnje temperaturne varijacije mogu biti čak i manje uočljive od dnevnih. Suprotno tome, u umjerenim područjima, temperature značajno variraju u različito doba godine. Životinje i biljke prisiljene su da se prilagode nepovoljnoj zimskoj sezoni, tijekom koje je aktivan život težak ili jednostavno nemoguć. U tropskim područjima takve adaptacije su manje izražene. U hladnom periodu sa nepovoljnim temperaturnim uslovima, čini se da dolazi do zastoja u životu mnogih organizama: hibernacije kod sisara, opadanja lišća kod biljaka itd. Neke životinje vrše duge seobe na mjesta sa pogodnijom klimom.

Vlažnost. Veći dio svoje povijesti divlji svijet predstavljali su isključivo vodeni oblici organizama. Osvojivši zemlju, ipak nisu izgubili ovisnost o vodi. Voda je sastavni dio velike većine živih bića: neophodna je za njihovo normalno funkcioniranje. Organizam koji se normalno razvija stalno gubi vodu i stoga ne može živjeti u potpuno suhom zraku. Prije ili kasnije, takvi gubici mogu dovesti do smrti tijela.

U fizici, vlažnost se meri količinom vodene pare u vazduhu. Međutim, najjednostavniji i najprikladniji pokazatelj koji karakterizira vlažnost određenog područja je količina padavina koje tamo padaju tijekom godine ili drugog vremenskog perioda.

Biljke izvlače vodu iz tla koristeći svoje korijenje. Lišajevi mogu uhvatiti vodenu paru iz zraka. Biljke imaju niz adaptacija koje osiguravaju minimalan gubitak vode. Sve kopnene životinje zahtijevaju periodičnu opskrbu vodom kako bi se nadoknadio neizbježni gubitak vode uslijed isparavanja ili izlučivanja. Mnoge životinje piju vodu; drugi, kao što su vodozemci, neki insekti i grinje, apsorbuju ga u tečnom ili parnom stanju kroz svoje telesne pokrivače. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije. Svoje potrebe zadovoljavaju vodom snabdjevenom hranom. Konačno, postoje životinje koje vodu dobivaju na još složeniji način – procesom oksidacije masti. Primjeri uključuju kamilu i određene vrste insekata, kao što su pirinčani i žitni žižak, i odjevni moljci, koji se hrane mastima. Životinje, kao i biljke, imaju mnogo prilagođavanja za uštedu vode.

Light. Za životinje je svjetlost, kao okolišni faktor, neuporedivo manje važna od temperature i vlage. Ali svjetlost je apsolutno neophodna za živu prirodu, jer joj služi kao praktički jedini izvor energije.

Već dugo vremena postoji razlika između biljaka koje vole svjetlost, koje se mogu razvijati samo pod sunčevim zracima, i biljaka otpornih na sjenu, koje mogu dobro rasti pod krošnjama šume. Veći dio podrasta u bukovoj šumi, koja je posebno sjenovita, formiraju biljke otporne na sjenu. Ovo je od velike praktične važnosti za prirodnu obnovu šumske sastojine: mladi izdanci mnogih vrsta drveća mogu se razviti pod pokrovom velikih stabala.

Kod mnogih životinja, normalni svjetlosni uvjeti manifestiraju se pozitivnom ili negativnom reakcijom na svjetlost. Svi znaju kako noćni insekti hrle prema svjetlosti ili kako se žohari raspršuju u potrazi za skloništem ako se samo upali svjetlo u mračnoj prostoriji.

Međutim, svjetlost ima najveći ekološki značaj u ciklusu dana i noći. Mnoge životinje su isključivo dnevne (većina vrbarica), druge su isključivo noćne (mnogi mali glodari, slepi miševi). Mali rakovi, koji plutaju u vodenom stupcu, noću borave u površinskim vodama, a danju tonu u dubinu, izbjegavajući previše jako svjetlo.

U poređenju sa temperaturom ili vlažnošću, svetlost ima mali direktan uticaj na životinje. Služi samo kao signal za restrukturiranje procesa koji se odvijaju u tijelu, što im omogućava da najbolje odgovore na tekuće promjene u vanjskim uvjetima.

Gore navedeni faktori ne iscrpljuju skup okolišnih uslova koji određuju život i distribuciju organizama. tzv sekundarni klimatski faktori, kao što su vjetar, atmosferski pritisak, visina. Vjetar ima indirektan učinak: povećanjem isparavanja, povećava suhoću. Zahlađenju doprinose jaki vjetrovi. Ova akcija je važna na hladnim mjestima, visokim planinama ili polarnim područjima.

Antropogeni faktori. Zagađivači. Antropogeni faktori su veoma raznoliki po svom sastavu. Čovjek utiče na živu prirodu tako što postavlja puteve, gradi gradove, bavi se poljoprivredom, blokira rijeke itd. Moderna ljudska aktivnost se sve više očituje u zagađenju okoliša nusproizvodima, često toksičnim. Sumpor dioksid koji leti iz cijevi tvornica i termoelektrana, metalna jedinjenja (bakar, cink, olovo) koja se ispuštaju u blizini rudnika ili formiraju u izduvnim gasovima automobila, ostaci naftnih derivata koji se ispuštaju u vodena tijela prilikom pranja naftnih tankera - to su samo neki od zagađivača koji ograničavaju organizme koji se šire (posebno biljke).

U industrijskim područjima, koncept zagađivača ponekad dostiže granične vrijednosti, tj. smrtonosna za mnoge organizme, vrijednosti. Međutim, bez obzira na sve, gotovo uvijek će postojati barem nekoliko jedinki od nekoliko vrsta koje mogu preživjeti u takvim uvjetima. Razlog je taj što se čak i u prirodnim populacijama rijetko nalaze otporne jedinke. Kako se nivoi zagađenja povećavaju, otporni pojedinci mogu biti jedini preživjeli. Štaviše, oni mogu postati osnivači stabilne populacije koja je naslijedila imunitet na ovu vrstu zagađenja. Iz tog razloga, zagađenje nam daje priliku da, takoreći, promatramo evoluciju na djelu. Naravno, nije svaka populacija obdarena sposobnošću da se odupre zagađenju, čak i ako samo u obliku pojedinačnih jedinki.

Dakle, efekat svakog zagađivača je dvostruk. Ako se ova tvar pojavila nedavno ili je sadržana u vrlo visokim koncentracijama, onda je svaka vrsta koja se ranije nalazila u kontaminiranom području obično predstavljena samo nekoliko primjeraka - upravo onih koji su zbog prirodne varijabilnosti imali početnu stabilnost ili najbliže protoke.

Nakon toga se ispostavlja da je zagađeno područje mnogo gušće naseljeno, ali u pravilu sa mnogo manjim brojem vrsta nego da nije bilo zagađenja. Takve novonastale zajednice sa osiromašenim sastavom vrsta već su postale sastavni dio čovjekove okoline.

BIOTIČKI ODNOSI ORGANIZAMA

Dvije vrste bilo kojih organizama koji žive na istoj teritoriji i u kontaktu jedni s drugima stupaju u različite međusobne odnose. Položaj vrste u različitim oblicima odnosa označen je konvencionalnim znakovima. Znak minus (–) označava neželjeni efekat (pojedinci vrste su potlačeni ili povrijeđeni). Znak plus (+) označava povoljan efekat (pojedinci vrste imaju koristi). Znak nule (0) označava da je odnos indiferentan (bez uticaja).

Dakle, sve biotičke veze mogu se podijeliti u 6 grupa: nijedna populacija ne utiče na drugu (00); obostrano korisne veze (+ +); odnosi štetni za obje vrste (– –); jedna od vrsta ima koristi, druga doživljava ugnjetavanje (+ –); jedna vrsta ima koristi, druga ne trpi štetu (+ 0); jedna vrsta je potlačena, druga nema koristi (– 0).

Za jednu od vrsta koje žive zajedno, uticaj druge je negativan (doživljava ugnjetavanje), dok tlačitelj ne prima ni štetu ni korist - ovo amensalizam(–0). Primjer amensalizma je svjetloljubivo bilje koje raste ispod smreke, pate od jakog zasjenjivanja, dok je samo drvo ravnodušno prema tome.

Oblik odnosa u kojem jedna vrsta dobije neku prednost bez nanošenja štete ili koristi drugoj se naziva komenzalizam(+ 0). Na primjer, veliki sisari (psi, jeleni) služe kao nosioci plodova i sjemenki s udicama (poput čička), ne primajući od toga ni štete ni koristi.

Komensalizam je jednostrano korištenje jedne vrste od strane druge bez nanošenja štete. Manifestacije komenzalizma su raznolike, pa se izdvaja niz varijanti.

“Freeloading” je konzumacija ostataka hrane vlasnika.

“Društvo” je konzumacija različitih supstanci ili dijelova iste hrane.

„Stanovanje“ je korištenje druge vrste od strane jedne vrste (njihovih tijela, njihovih domova (kao skloništa ili doma).

U prirodi se često nalaze obostrano korisni odnosi između vrsta, pri čemu neki organizmi imaju obostranu korist od tih odnosa. Ova grupa obostrano korisnih bioloških veza uključuje različite simbiotski odnosima između organizama. Primjer simbioze su lišajevi, koji su bliska, obostrano korisna kohabitacija gljiva i algi. Poznati primjer simbioze je kohabitacija zelenih biljaka (prvenstveno drveća) i gljiva.

Jedna vrsta obostrano korisnih odnosa je protokolarna saradnja(primarna saradnja) (+ +). Istovremeno, suživot, iako nije obavezan, je koristan za obje vrste, ali nije neophodan uslov za opstanak. Primjer protokooperacije je širenje sjemena određenih šumskih biljaka od strane mrava i oprašivanje različitih livadskih biljaka pčelama.

Ako dvije ili više vrsta imaju slične ekološke zahtjeve i žive zajedno, između njih može nastati negativna vrsta odnosa, tzv. konkurencija(rivalstvo, nadmetanje) (– –). Na primjer, sve biljke se natječu za svjetlost, vlagu, hranjive tvari u tlu i, stoga, za proširenje svog teritorija. Životinje se bore za resurse hrane, skloništa, ali i za teritoriju.

Predation(+ –) je vrsta interakcije između organizama u kojoj predstavnici jedne vrste ubijaju i jedu predstavnike druge.

Ovo su glavne vrste biotičkih interakcija u prirodi. Treba imati na umu da se tip odnosa određenog para vrsta može mijenjati ovisno o vanjskim uvjetima ili životnoj fazi organizama u interakciji. Štoviše, u prirodi nije samo nekoliko vrsta koje su istovremeno uključene u biotske odnose, već mnogo veći broj njih.

OPĆE REGULARNOSTI UTICAJA EKOLOŠKIH FAKTORA ŽIVOTNE SREDINE NA ORGANIZME

Primjer temperature pokazuje da ovaj faktor tijelo podnosi samo u određenim granicama. Organizam umire ako je temperatura okoline preniska ili previsoka. U sredinama gdje su temperature blizu ovih ekstrema, živi stanovnici su rijetki. Međutim, njihov broj raste kako se temperatura približava prosječnoj vrijednosti, koja je najbolja (optimalna) za datu vrstu.

Ovaj obrazac se može prenijeti na bilo koji drugi faktor koji određuje brzinu određenih životnih procesa (vlažnost, jačina vjetra, brzina struje itd.).

Ako na grafikonu nacrtate krivulju koja karakteriše intenzitet određenog procesa (disanje, kretanje, ishrana, itd.) u zavisnosti od jednog od faktora okoline (naravno, pod uslovom da ovaj faktor utiče na glavne životne procese), onda je ovo kriva će gotovo uvijek biti zvonasta.

Ove krive se nazivaju krive tolerancije(iz grčkog tolerancije- strpljenje, stabilnost). Položaj vrha krive ukazuje na uslove koji su optimalni za dati proces.

Neke jedinke i vrste karakteriziraju krivulje s vrlo oštrim vrhovima. To znači da je raspon uslova pod kojima aktivnost tijela dostiže svoj maksimum vrlo uzak. Ravne krive odgovaraju širokom rasponu tolerancije.

Organizmi sa širokim granicama otpornosti sigurno imaju šansu da postanu rasprostranjeniji. Međutim, široke granice izdržljivosti za jedan faktor ne znače široke granice za sve faktore. Biljka može biti tolerantna na velike temperaturne fluktuacije, ali ima uski raspon tolerancije na vodu. Životinja poput pastrmke može biti vrlo osjetljiva na temperaturu, ali se hrani raznolikom hranom.

Ponekad se tokom života pojedinca može promeniti njegova tolerancija (pozicija krive će se promeniti u skladu sa tim), ako se pojedinac nađe u različitim spoljašnjim uslovima. Kada se nađete u takvim uslovima, organizam se nakon nekog vremena navikne i prilagodi im. Posljedica toga je promjena fiziološkog optimuma, odnosno pomak u kupoli krivulje tolerancije. Ovaj fenomen se zove adaptacija, ili aklimatizacija.

Kod vrsta sa širokom geografskom rasprostranjenošću, stanovnici geografskih ili klimatskih zona često se ispostavljaju da su najbolje prilagođeni upravo onim uvjetima koji su karakteristični za određeno područje. To je zbog sposobnosti nekih organizama da formiraju lokalne oblike, odnosno ekotipove, koje karakteriziraju različite granice otpornosti na temperaturu, svjetlost ili druge faktore.

Razmotrimo kao primjer ekotipove jedne od vrsta meduza. Meduze se kreću kroz vodu koristeći ritmičke kontrakcije mišića koji potiskuju vodu iz središnje šupljine tijela, slično kretanju rakete. Optimalna frekvencija takve pulsacije je 15-20 kontrakcija u minuti. Jedinke koje žive u morima sjevernih geografskih širina kreću se istom brzinom kao i meduze iste vrste u morima južnih geografskih širina, iako temperatura vode na sjeveru može biti i 20 °C niža. Posljedično, oba oblika organizama iste vrste uspjela su se najbolje prilagoditi lokalnim uvjetima.

Zakon minimuma. Intenzitet određenih bioloških procesa često je osjetljiv na dva ili više faktora okoline. U ovom slučaju, faktor koji je prisutan u minimalnoj količini, sa stanovišta potreba organizma, biće od odlučujućeg značaja. Ovo pravilo je formulisao osnivač nauke o mineralnim đubrivima Justus Liebig(1803-1873) i dobio ime Zakon minimuma. Yu.Liebig je otkrio da prinos biljaka može biti ograničen bilo kojim od osnovnih nutrijenata, ako je samo ovaj element u nedostatku.

Poznato je da različiti faktori životne sredine mogu da deluju, odnosno da nedostatak jedne supstance može dovesti do manjka drugih supstanci. Stoga, općenito, zakon minimuma može se formulisati na sljedeći način: uspješan opstanak živih organizama zavisi od skupa uslova; ograničavajući ili ograničavajući faktor je svako stanje životne sredine koje se približava ili prelazi granicu stabilnosti za organizme date vrste.

Odredba o ograničavajućim faktorima uvelike olakšava proučavanje složenih situacija. Uprkos složenosti odnosa između organizama i njihove okoline, nemaju svi faktori isti ekološki značaj. Na primjer, kisik je faktor fiziološke potrebe za sve životinje, ali s ekološkog gledišta postaje ograničavajući samo u određenim staništima. Ako riba ugine u rijeci, prvo se mora izmjeriti koncentracija kisika u vodi, jer je vrlo varijabilna, rezerve kisika se lako iscrpljuju i često nema dovoljno kisika. Ako se u prirodi promatra uginuće ptica, potrebno je tražiti drugi razlog, jer je sadržaj kisika u zraku relativno stalan i dovoljan sa stanovišta potreba kopnenih organizama.

ZAKLJUČAK

Ekologija je životno važna nauka za ljude koja proučava njihovo neposredno prirodno okruženje. Čovjek je, promatrajući prirodu i njenu inherentnu harmoniju, nehotice nastojao da tu harmoniju unese u svoj život. Ova želja je postala posebno akutna tek relativno nedavno, nakon što su posljedice nerazumnih privrednih aktivnosti koje su dovele do uništavanja prirodne sredine postale vrlo uočljive. I to je na kraju imalo negativan učinak na samu osobu.

Treba imati na umu da je ekologija temeljna naučna disciplina čije su ideje veoma važne. A ako prepoznamo važnost ove nauke, moramo naučiti pravilno koristiti njene zakone, koncepte i termine. Na kraju krajeva, oni pomažu ljudima da odrede svoje mjesto u svom okruženju i pravilno i racionalno koriste prirodne resurse. Dokazano je da ljudsko korištenje prirodnih resursa uz potpuno nepoznavanje zakona prirode često dovodi do ozbiljnih, nepopravljivih posljedica.

Svaka osoba na planeti treba da poznaje osnove ekologije kao nauke o našem zajedničkom domu – Zemlji. Poznavanje osnova ekologije pomoći će i društvu i pojedincu da mudro grade svoje živote; pomoći će svima da se osjećaju kao dio velike prirode, da postignu harmoniju i udobnost tamo gdje se ranije vodila nerazumna borba sa prirodnim silama.

LISTA KORIŠTENE REFERENCE Ekološki faktori životne sredine (biotički faktori; Biotic životne sredine faktori; Biotički faktori; ....5 Pitanje br. 67 Prirodni resursi, njihov klasifikacija. Ciklus resursa PRIRODNI RESURSI (prirodni...

To su svi faktori okoline na koje tijelo reagira adaptivnim reakcijama.

Životna sredina je jedan od glavnih ekoloških pojmova, koji podrazumijeva kompleks okolišnih uslova koji utiču na život organizama. U širem smislu, okolina se shvata kao ukupnost materijalnih tela, pojava i energije koji utiču na telo. Moguće je i konkretnije, prostorno razumijevanje okoline kao neposredne okoline organizma – njegovog staništa. Stanište je sve u čemu živi organizam, to je dio prirode koji okružuje žive organizme i ima direktan ili indirektan utjecaj na njih. One. elementi životne sredine koji nisu ravnodušni prema datom organizmu ili vrsti i na ovaj ili onaj način utiču na njega su faktori u odnosu na njega.

Komponente životne sredine su raznovrsne i promenljive, pa se živi organizmi stalno prilagođavaju i regulišu svoje životne aktivnosti u skladu sa nastalim varijacijama u parametrima spoljašnje sredine. Takve adaptacije organizama nazivaju se adaptacijom i omogućavaju im preživljavanje i razmnožavanje.

Svi faktori životne sredine se dele na

• Abiotički faktori su faktori nežive prirode koji direktno ili indirektno utiču na organizam - svetlost, temperatura, vlažnost, hemijski sastav vazduha, vode i životne sredine zemljišta i dr. (tj. svojstva životne sredine čija pojava i uticaj ne utiču na direktno zavise od aktivnosti živih organizama).
• Biotički faktori su svi oblici uticaja na organizam okolnih živih bića (mikroorganizmi, uticaj životinja na biljke i obrnuto).
• Antropogeni faktori su različiti oblici djelovanja ljudskog društva koji dovode do promjena u prirodi kao staništu drugih vrsta ili direktno utiču na njihov život.

Faktori okoline utiču na žive organizme

• kao iritansi koji uzrokuju adaptivne promjene u fiziološkim i biohemijskim funkcijama;
• kao ograničenja koja onemogućavaju postojanje u datim uslovima;
• kao modifikatori koji uzrokuju strukturne i funkcionalne promjene u organizmima i kao signali koji ukazuju na promjene u drugim faktorima okoline.

U ovom slučaju moguće je utvrditi opću prirodu utjecaja okolišnih faktora na živi organizam.

Svaki organizam ima specifičan skup prilagođavanja faktorima okoline i bezbedno postoji samo u određenim granicama njihove varijabilnosti. Najpovoljniji nivo faktora za život se naziva optimalnim.

Pri malim vrijednostima ili uz prekomjernu izloženost faktoru, vitalna aktivnost organizama naglo opada (primjetno inhibirana). Opseg djelovanja okolišnog faktora (područje tolerancije) ograničen je minimalnim i maksimalnim tačkama koje odgovaraju ekstremnim vrijednostima ovog faktora pri kojima je moguće postojanje organizma.

Gornji nivo faktora, iznad kojeg vitalna aktivnost organizama postaje nemoguća, naziva se maksimum, a donji nivo naziva se minimum (Sl.). Naravno, svaki organizam karakteriziraju svoj maksimum, optimum i minimum faktora okoline. Na primjer, kućna muha može izdržati temperaturne fluktuacije od 7 do 50 ° C, ali ljudski okrugli crv živi samo na temperaturi ljudskog tijela.

Optimalne, minimalne i maksimalne tačke čine tri kardinalne tačke koje određuju sposobnost organizma da reaguje na dati faktor. Ekstremne tačke krive, koje izražavaju stanje ugnjetavanja sa nedostatkom ili viškom faktora, nazivaju se pesimum oblasti; odgovaraju pesimalnim vrijednostima faktora. U blizini kritičnih tačaka nalaze se subletalne vrijednosti faktora, a izvan zone tolerancije nalaze se letalne zone faktora.

Uvjeti okoline u kojima bilo koji faktor ili njihova kombinacija prevazilazi zonu udobnosti i djeluje depresivno, u ekologiji se često nazivaju ekstremnim, graničnim (ekstremnim, teškim). One karakterišu ne samo ekološke situacije (temperatura, salinitet), već i staništa u kojima su uslovi blizu granica postojanja biljaka i životinja.

Bilo koji živi organizam istovremeno je pod utjecajem kompleksa faktora, ali samo jedan od njih je ograničavajući. Faktor koji postavlja okvir za postojanje organizma, vrste ili zajednice naziva se ograničavajući (ograničavajući). Na primjer, distribucija mnogih životinja i biljaka na sjeveru ograničena je nedostatkom topline, dok na jugu ograničavajući faktor za istu vrstu može biti nedostatak vlage ili potrebne hrane. Međutim, granice izdržljivosti organizma u odnosu na ograničavajući faktor zavise od nivoa drugih faktora.

Za život nekih organizama potrebni su uvjeti ograničeni uskim granicama, odnosno optimalni raspon nije konstantan za vrstu. Optimalni učinak faktora je različit kod različitih vrsta. Raspon krive, odnosno rastojanje između tačaka praga, pokazuje oblast uticaja faktora sredine na telo (Sl. 104). U uslovima blizu praga delovanja faktora, organizmi se osećaju depresivno; mogu postojati, ali ne dostižu puni razvoj. Biljke obično ne donose plodove. Kod životinja, naprotiv, pubertet se ubrzava.

Veličina opsega djelovanja faktora, a posebno optimalna zona, omogućava procjenu izdržljivosti organizama u odnosu na dati element životne sredine i ukazuje na njihovu ekološku amplitudu. S tim u vezi, organizmi koji mogu živjeti u prilično različitim okolišnim uvjetima nazivaju se zvrybiontima (od grčkog "euro" - širok). Na primjer, mrki medvjed živi u hladnoj i toploj klimi, u suhim i vlažnim područjima i jede raznovrsnu biljnu i životinjsku hranu.

U odnosu na privatne okolišne faktore, koristi se izraz koji počinje istim prefiksom. Na primjer, životinje koje mogu živjeti u širokom rasponu temperatura nazivaju se euritermne, dok se organizmi koji mogu živjeti samo u uskim temperaturnim rasponima nazivaju stenotermni. Po istom principu, organizam može biti eurihidrid ili stenohidrid, u zavisnosti od njegovog odgovora na fluktuacije vlažnosti; eurihalin ili stenohalin - ovisno o sposobnosti podnošenja različitih vrijednosti slanosti itd.

Postoje i koncepti ekološke valencije, koja predstavlja sposobnost organizma da naseljava različite sredine, i ekološke amplitude, koja odražava širinu raspona faktora ili širinu optimalne zone.

Kvantitativni obrasci reakcije organizama na djelovanje okolišnog faktora razlikuju se u skladu s njihovim životnim uvjetima. Stenobiotičnost ili euribiontnost ne karakteriše specifičnost vrste u odnosu na bilo koji faktor životne sredine. Na primjer, neke životinje su ograničene na uski raspon temperatura (tj. stenotermne) i u isto vrijeme mogu postojati u širokom rasponu saliniteta okoliša (eurihalin).

Faktori sredine utiču na živi organizam istovremeno i zajednički, a delovanje jednog od njih u određenoj meri zavisi od kvantitativne ekspresije drugih faktora - svetlosti, vlažnosti, temperature, okolnih organizama itd. Ovaj obrazac se naziva interakcija faktora. Ponekad se nedostatak jednog faktora djelimično nadoknađuje povećanom aktivnošću drugog; javlja se delimična zamenljivost efekata faktora sredine. Istovremeno, nijedan od faktora potrebnih tijelu ne može se u potpunosti zamijeniti drugim. Fototrofne biljke ne mogu rasti bez svjetlosti pod najoptimalnijim temperaturama ili uvjetima ishrane. Stoga, ako vrijednost barem jednog od potrebnih faktora prelazi granice tolerancije (ispod minimuma ili iznad maksimuma), tada postojanje organizma postaje nemoguće.

Faktori životne sredine koji u specifičnim uslovima imaju pesimalnu vrednost, odnosno oni koji su najudaljeniji od optimuma, posebno otežavaju mogućnost postojanja vrste u tim uslovima, uprkos optimalnoj kombinaciji drugih uslova. Ova zavisnost se naziva zakon ograničavajućih faktora. Takvi faktori koji odstupaju od optimalnog dobijaju od najveće važnosti u životu vrste ili pojedinačnih jedinki, određujući njihov geografski raspon.

Identifikacija ograničavajućih faktora je veoma važna u poljoprivrednoj praksi za uspostavljanje ekološke valencije, posebno u najosjetljivijim (kritičnim) periodima ontogeneze životinja i biljaka.

PREDAVANJE br. 4

TEMA: FAKTORI OKOLIŠA

PLAN:

1. Pojam faktora sredine i njihova klasifikacija.

2. Abiotički faktori.

2.1. Ekološka uloga glavnih abiotičkih faktora.

2.2. Topografski faktori.

2.3. Faktori prostora.

3. Biotički faktori.

4. Antropogeni faktori.

1. Pojam faktora sredine i njihova klasifikacija

Faktor sredine je svaki element životne sredine koji može direktno ili indirektno uticati na živi organizam, barem u jednoj od faza njegovog individualnog razvoja.

Faktori životne sredine su raznovrsni, a svaki faktor je kombinacija odgovarajućeg stanja životne sredine i njegovog resursa (rezerve u životnoj sredini).

Ekološki faktori životne sredine obično se dele u dve grupe: faktori inertne (nežive) prirode – abiotički ili abiogeni; faktori žive prirode - biotički ili biogeni.

Uz gornju klasifikaciju faktora okoline, postoje mnoge druge (manje uobičajene) koje koriste druge karakteristične karakteristike. Tako se identifikuju faktori koji zavise i ne zavise od broja i gustine organizama. Na primjer, na djelovanje makroklimatskih faktora ne utječe broj životinja ili biljaka, ali epidemije (masovne bolesti) uzrokovane patogenim mikroorganizmima zavise od njihovog broja na datoj teritoriji. Poznate su klasifikacije u kojima su svi antropogeni faktori klasifikovani kao biotički.

2. Abiotički faktori

U abiotskom dijelu životne sredine (u neživoj prirodi) svi faktori se, prije svega, mogu podijeliti na fizičke i kemijske. Međutim, da bi se shvatila suština fenomena i procesa koji se razmatraju, zgodno je abiotičke faktore predstaviti kao skup klimatskih, topografskih, kosmičkih faktora, kao i karakteristike sastava životne sredine (vodene, kopnene ili zemljišne), itd.

Fizički faktori- to su oni čiji je izvor fizičko stanje ili pojava (mehanička, talasna, itd.). Na primjer, temperatura, ako je visoka, doći će do opekotina, ako je vrlo niska, doći će do promrzlina. Na uticaj temperature mogu uticati i drugi faktori: u vodi - struja, na kopnu - vetar i vlažnost itd.

Hemijski faktori- to su oni koji potiču iz hemijskog sastava životne sredine. Na primjer, salinitet vode, ako je visok, život u rezervoaru može biti potpuno odsutan (Mrtvo more), ali u isto vrijeme većina morskih organizama ne može živjeti u slatkoj vodi. Život životinja na kopnu i u vodi itd. zavisi od dovoljnosti nivoa kiseonika.

Edafski faktori(zemljište) je skup hemijskih, fizičkih i mehaničkih svojstava tla i stijena koja utiču kako na organizme koji u njima žive, odnosno kojima su stanište, tako i na korijenski sistem biljaka. Poznat je uticaj hemijskih komponenti (biogenih elemenata), temperature, vlažnosti i strukture tla na rast i razvoj biljaka.

2.1. Ekološka uloga glavnih abiotičkih faktora

Sunčevo zračenje. Sunčevo zračenje je glavni izvor energije za ekosistem. Energija Sunca se širi kroz svemir u obliku elektromagnetnih talasa. Za organizme je važna talasna dužina percipiranog zračenja, njegov intenzitet i trajanje izlaganja.

Oko 99% sve energije sunčevog zračenja čine zraci talasne dužine k = nm, uključujući 48% u vidljivom delu spektra (k = nm), 45% u bliskom infracrvenom (k = nm) i oko 7% u ultraljubičasto (do< 400 нм).

Zraci sa X = nm su od primarnog značaja za fotosintezu. Dugotalasno (daleko infracrveno) sunčevo zračenje (k > 4000 nm) ima mali uticaj na vitalne procese organizama. Ultraljubičasti zraci sa k > 320 nm u malim dozama su neophodni za životinje i ljude, jer pod njihovim uticajem u organizmu nastaje vitamin D. Zračenje sa k< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Kako sunčeva svjetlost prolazi kroz atmosferski zrak, ona se odbija, raspršuje i apsorbira. Čisti snijeg odbija otprilike 80-95% sunčeve svjetlosti, zagađen snijeg - 40-50%, černozemsko tlo - do 5%, suho lagano tlo - 35-45%, četinarske šume - 10-15%. Međutim, osvijetljenost zemljine površine značajno varira u zavisnosti od doba godine i dana, geografske širine, izloženosti padina, atmosferskih uslova itd.

Zbog rotacije Zemlje periodično se izmjenjuju svijetli i tamni periodi. Cvjetanje, klijanje sjemena u biljkama, migracija, hibernacija, razmnožavanje životinja i još mnogo toga u prirodi povezani su s dužinom fotoperioda (dužinom dana). Potreba za svjetlom za biljke određuje njihov brzi rast u visinu i slojevitu strukturu šume. Vodene biljke šire se uglavnom u površinskim slojevima vodnih tijela.

Direktno ili difuzno sunčevo zračenje ne zahtijeva samo mala grupa živih bića - neke vrste gljiva, dubokomorske ribe, mikroorganizmi u tlu, itd.

Najvažniji fiziološki i biohemijski procesi koji se odvijaju u živom organizmu, usled prisustva svetlosti, uključuju sledeće:

1. Fotosinteza (1-2% sunčeve energije koja pada na Zemlju koristi se za fotosintezu);

2. Transpiracija (oko 75% - za transpiraciju, koja osigurava hlađenje biljaka i kretanje kroz njih vodenih rastvora mineralnih materija);

3. Fotoperiodizam (obezbeđuje sinhronost životnih procesa u živim organizmima sa periodično promenljivim uslovima sredine);

4. Kretanje (fototropizam kod biljaka i fototaksija kod životinja i mikroorganizama);

5. Vizija (jedna od glavnih analitičkih funkcija životinja);

6. Ostali procesi (sinteza vitamina D kod ljudi na svjetlu, pigmentacija itd.).

Osnova biocenoza centralne Rusije, kao i većine kopnenih ekosistema, su proizvođači. Njihovo korištenje sunčeve svjetlosti ograničeno je brojnim prirodnim faktorima i prije svega temperaturnim uvjetima. S tim u vezi, razvijene su posebne adaptivne reakcije u vidu slojevitosti, mozaičnog lišća, fenoloških razlika itd. Na osnovu zahtjeva za svjetlosnim uvjetima, biljke se dijele na svjetlosne ili svjetloljubive (suncokret, trputac, paradajz, bagrem, dinja), senoviti ili ne vole svjetlo (šumsko bilje, mahovine) i tolerantne na sjenu (kislica, vrijesak, rabarbara, maline, kupine).

Biljke stvaraju uslove za postojanje drugih vrsta živih bića. Zbog toga je njihova reakcija na uslove osvetljenja toliko važna. Zagađenje okoline dovodi do promjena u osvjetljenosti: smanjenja nivoa sunčeve insolacije, smanjenja količine fotosintetski aktivnog zračenja (PAR je dio sunčevog zračenja s talasnom dužinom od 380 do 710 nm), te promjene spektralnog zračenja. kompozicija svetlosti. Kao rezultat toga, uništavaju se cenoze na osnovu dolaska sunčevog zračenja u određenim parametrima.

Temperatura. Za prirodne ekosisteme naše zone, faktor temperature je, uz opskrbu svjetlošću, odlučujući za sve životne procese. Aktivnost populacija zavisi od doba godine i doba dana, jer svaki od ovih perioda ima svoje temperaturne uslove.

Temperatura je prvenstveno povezana sa sunčevim zračenjem, ali je u nekim slučajevima određena energijom iz geotermalnih izvora.

Na temperaturama ispod tačke smrzavanja, živa ćelija je fizički oštećena nastalim kristalima leda i umire, a na visokim temperaturama dolazi do denaturacije enzima. Velika većina biljaka i životinja ne može izdržati negativne tjelesne temperature. Gornja temperaturna granica života rijetko se penje iznad 40–45 °C.

U rasponu između ekstremnih granica, brzina enzimskih reakcija (a samim tim i brzina metabolizma) se udvostručuje sa svakih 10°C porasta temperature.

Značajan dio organizama je u stanju kontrolirati (održavati) tjelesnu temperaturu, prvenstveno u najvitalnijim organima. Takvi organizmi se nazivaju homeotermni- toplokrvan (od grčkog homoios - sličan, therme - toplina), za razliku od poikilotermni- hladnokrvan (od grčkog poikilos - raznovrstan, promjenjiv, raznolik), koji ima nestabilnu temperaturu, ovisno o temperaturi okoline.

Poikilotermni organizmi u hladnoj sezoni ili danu smanjuju nivo životnih procesa do anabioze. To se prvenstveno odnosi na biljke, mikroorganizme, gljive i poikilotermne (hladnokrvne) životinje. Ostaju aktivne samo homeotermne (toplokrvne) vrste. Heterotermni organizmi, koji su u neaktivnom stanju, imaju tjelesnu temperaturu koja nije mnogo viša od temperature vanjskog okruženja; u aktivnom stanju - prilično visoka (medvjedi, ježevi, šišmiši, gofovi).

Termoregulacija homeotermnih životinja osigurava se posebnim tipom metabolizma koji se javlja oslobađanjem topline u tijelu životinje, prisutnošću toplotnoizolacijskih pokrova, veličinom, fiziologijom itd.

Što se tiče biljaka, one su razvile niz svojstava u procesu evolucije:

otpornost na hladnoću– sposobnost dugotrajnog otpora na niske pozitivne temperature (od 0°C do +5°C);

zimska otpornost– sposobnost višegodišnjih vrsta da podnose kompleks zimskih nepovoljnih uslova;

otpornost na mraz– sposobnost da izdrže negativne temperature dugo vremena;

anabioza– sposobnost da se izdrži period produženog nedostatka faktora okoline u stanju naglog pada metabolizma;

otpornost na toplotu– sposobnost podnošenja visokih (preko +38°…+40°C) temperatura bez značajnih metaboličkih poremećaja;

efemernost– smanjenje ontogeneze (do 2-6 mjeseci) kod vrsta koje rastu u kratkim periodima povoljnih temperaturnih uslova.

U vodenoj sredini, zbog visokog toplotnog kapaciteta vode, promene temperature su manje dramatične i uslovi su stabilniji nego na kopnu. Poznato je da je u regijama u kojima temperatura uveliko varira tokom dana, kao i između godišnjih doba, raznovrsnost vrsta manja nego u regijama sa konstantnijim dnevnim i godišnjim temperaturama.

Temperatura, kao i intenzitet svjetlosti, ovisi o geografskoj širini, godišnjem dobu, dobu dana i izloženosti padina. Efekti ekstremnih temperatura (niskih i visokih) pojačavaju se jakim vjetrom.

Promjena temperature dok se osoba diže u zrak ili uranja u vodenu sredinu naziva se temperaturna stratifikacija. Tipično, u oba slučaja postoji kontinuirano smanjenje temperature sa određenim gradijentom. Međutim, postoje i druge opcije. Tako se ljeti površinske vode zagrijavaju više od dubokih. Zbog značajnog smanjenja gustoće vode kako se zagrijava, njena cirkulacija počinje u zagrijanom površinskom sloju bez miješanja sa gušću, hladnom vodom donjih slojeva. Kao rezultat, između toplih i hladnih slojeva formira se srednja zona sa oštrim temperaturnim gradijentom. Sve to utiče na smještaj živih organizama u vodu, kao i na prijenos i disperziju nadolazećih nečistoća.

Slična pojava se dešava i u atmosferi, kada se ohlađeni slojevi vazduha pomeraju naniže i nalaze ispod toplih slojeva, odnosno dolazi do temperaturne inverzije koja doprinosi akumulaciji zagađivača u površinskom sloju vazduha.

Neke reljefne karakteristike doprinose inverziji, na primjer, jame i doline. Nastaje kada se na određenoj visini nalaze tvari, na primjer aerosoli, zagrijani direktno direktnim sunčevim zračenjem, što uzrokuje intenzivnije zagrijavanje gornjih slojeva zraka.

U zemljišnoj sredini dnevna i sezonska stabilnost temperature (fluktuacije) zavise od dubine. Značajan temperaturni gradijent (kao i vlažnost) omogućava stanovnicima tla da si obezbijede povoljno okruženje kroz manje pokrete. Prisustvo i obilje živih organizama može uticati na temperaturu. Na primjer, ispod krošnje šume ili ispod lišća pojedine biljke javlja se drugačija temperatura.

Padavine, vlaga. Voda je neophodna za život na Zemlji; u ekološkom smislu, jedinstvena je. Pod gotovo identičnim geografskim uslovima, na Zemlji postoje i vruća pustinja i tropska šuma. Razlika je samo u godišnjoj količini padavina: u prvom slučaju 0,2–200 mm, au drugom 900–2000 mm.

Padavine, usko povezane sa vlažnošću vazduha, rezultat su kondenzacije i kristalizacije vodene pare u visokim slojevima atmosfere. U prizemnom sloju vazduha nastaju rosa i magla, a pri niskim temperaturama uočava se kristalizacija vlage - pada mraz.

Jedna od glavnih fizioloških funkcija svakog organizma je održavanje dovoljne količine vode u tijelu. U procesu evolucije, organizmi su razvili različite adaptacije za dobijanje i ekonomično korišćenje vode, kao i za preživljavanje sušnih perioda. Neke pustinjske životinje dobivaju vodu iz hrane, druge oksidacijom blagovremeno uskladištenih masti (na primjer, kamila, koja je sposobna da dobije 107 g metaboličke vode iz 100 g masti biološkom oksidacijom); Istovremeno, imaju minimalnu vodopropusnost vanjskog integumenta tijela, a aridnost karakterizira pad u stanje mirovanja s minimalnom brzinom metabolizma.

Kopnene biljke dobijaju vodu uglavnom iz tla. Niska količina padavina, brza drenaža, intenzivno isparavanje ili kombinacija ovih faktora dovode do isušivanja, a višak vlage dovodi do zalijevanja i zalijevanja tla.

Ravnoteža vlage zavisi od razlike između količine padavina i količine vode isparene sa površina biljaka i tla, kao i transpiracijom]. Zauzvrat, procesi isparavanja direktno zavise od relativne vlažnosti atmosferskog zraka. Kada je vlažnost blizu 100%, isparavanje praktički prestaje, a ako temperatura dalje pada, počinje obrnuti proces - kondenzacija (nastaje magla, opada rosa i mraz).

Pored navedenog, vlažnost vazduha kao faktor životne sredine, u svojim ekstremnim vrednostima (visoka i niska vlažnost), pojačava uticaj (pogoršava) dejstvo temperature na organizam.

Zasićenost zraka vodenom parom rijetko dostiže svoju maksimalnu vrijednost. Deficit vlage je razlika između maksimalno mogućeg i stvarno postojećeg zasićenja na datoj temperaturi. Ovo je jedan od najvažnijih parametara okoliša, jer karakterizira dvije veličine odjednom: temperaturu i vlažnost. Što je veći deficit vlage, to je suvlje i toplije, i obrnuto.

Režim padavina je najvažniji faktor koji determiniše migraciju zagađujućih materija u prirodnom okruženju i njihovo ispiranje iz atmosfere.

U odnosu na vodni režim razlikuju se sljedeće ekološke grupe živih bića:

hidrobiontima– stanovnici ekosistema čiji se cijeli životni ciklus odvija u vodi;

higrofiti– biljke vlažnih staništa (močvarni neven, evropski plivač, rogoza);

higrofili– životinje koje žive u vrlo vlažnim dijelovima ekosistema (mekušci, vodozemci, komarci, uši);

mezofiti– biljke umjereno vlažnih staništa;

kserofiti– biljke suvih staništa (perjanica, pelin, astragalus);

kserofili– stanovnici sušnih područja koja ne podnose visoku vlažnost (neke vrste gmizavaca, insekata, pustinjskih glodara i sisara);

sukulenti– biljke najsušnijih staništa, sposobne da akumuliraju značajne rezerve vlage unutar stabljike ili listova (kaktusi, aloja, agava);

sklerofiti– biljke vrlo sušnih područja koje mogu izdržati jaku dehidraciju (devin trn, saksaul, saksagiz);

efemera i efemeroida- jednogodišnje i višegodišnje zeljaste vrste koje imaju skraćeni ciklus, koji se poklapa sa periodom dovoljno vlage.

Potrošnja vlage biljaka može se okarakterizirati sljedećim pokazateljima:

otpornost na sušu– sposobnost podnošenja smanjene atmosferske i (ili) zemljišne suše;

otpornost na vlagu– sposobnost tolerisanja zalijevanja;

koeficijent transpiracije- količina vode koja se troši na formiranje jedinice suhe mase (za bijeli kupus 500-550, za bundevu - 800);

koeficijent ukupne potrošnje vode- količina vode koju biljka i tlo potroši za stvaranje jedinice biomase (za livadske trave - 350–400 m3 vode po toni biomase).

Narušavanje vodnog režima i zagađivanje površinskih voda su opasni, au nekim slučajevima i štetni za cenoze. Promjene u ciklusu vode u biosferi mogu dovesti do nepredvidivih posljedica za sve žive organizme.

Mobilnost okoline. Uzroci kretanja vazdušnih masa (vetar) su prvenstveno nejednako zagrevanje zemljine površine, izazivajući promene pritiska, kao i rotaciju Zemlje. Vjetar je usmjeren ka toplijem zraku.

Vjetar je najvažniji faktor u širenju vlage, sjemena, spora, hemijskih nečistoća i sl. na velike udaljenosti. On doprinosi i smanjenju prizemne koncentracije prašine i plinovitih tvari u blizini mjesta njihovog ulaska u atmosfere, te do povećanja pozadinskih koncentracija u zraku zbog emisija iz udaljenih izvora, uključujući prekogranični transport.

Vjetar ubrzava transpiraciju (isparavanje vlage iz nadzemnih dijelova biljaka), što posebno pogoršava uslove života pri niskoj vlažnosti. Osim toga, indirektno utječe na sve žive organizme na kopnu, učestvujući u procesima trošenja i erozije.

Mobilnost u prostoru i miješanje vodenih masa pomažu u održavanju relativne homogenosti (homogenosti) fizičkih i hemijskih karakteristika vodnih tijela. Prosječna brzina površinskih struja je u rasponu od 0,1-0,2 m/s, mjestimično dostižući 1 m/s, au blizini Golfske struje 3 m/s.

Pritisak. Normalnim atmosferskim pritiskom smatra se apsolutni pritisak na površini Svjetskog okeana od 101,3 kPa, što odgovara 760 mm Hg. Art. ili 1 atm. Unutar globusa postoje stalne oblasti visokog i niskog atmosferskog pritiska, a na istim tačkama se uočavaju sezonske i dnevne fluktuacije. Kako se visina povećava u odnosu na nivo okeana, pritisak opada, parcijalni pritisak kiseonika se smanjuje, a transpiracija u biljkama se povećava.

Povremeno se u atmosferi formiraju područja niskog tlaka sa snažnim strujama zraka koje se spiralno kreću prema centru, koje se nazivaju cikloni. Odlikuju ih velika količina padavina i nestabilno vrijeme. Suprotne prirodne pojave nazivaju se anticikloni. Odlikuju ih stabilno vrijeme, slab vjetar i, u nekim slučajevima, temperaturne inverzije. Tokom anticiklona ponekad nastaju nepovoljni meteorološki uslovi koji doprinose akumulaciji zagađujućih materija u površinskom sloju atmosfere.

Tu su i morski i kontinentalni atmosferski pritisci.

Pritisak u vodenoj sredini raste kako ronite. Zbog znatno (800 puta) veće gustine vode od vazduha, na svakih 10 m dubine u slatkovodnom telu, pritisak raste za 0,1 MPa (1 atm). Apsolutni pritisak na dnu Marijanskog rova ​​prelazi 110 MPa (1100 atm).

Ionizirajućiradijacije. Jonizujuće zračenje je zračenje koje formira parove jona prilikom prolaska kroz supstancu; pozadina - zračenje koje stvaraju prirodni izvori. Ima dva glavna izvora: kosmičko zračenje i radioaktivne izotope, te elemente u mineralima zemljine kore koji su nekada nastali tokom formiranja Zemljine supstance. Zbog dugog poluraspada, jezgra mnogih primordijalnih radioaktivnih elemenata sačuvana su u utrobi Zemlje do danas. Najvažniji od njih su kalij-40, torijum-232, uranijum-235 i uranijum-238. Pod uticajem kosmičkog zračenja u atmosferi se neprestano stvaraju nova jezgra radioaktivnih atoma, a glavni su ugljenik-14 i tricijum.

Radijacijska pozadina krajolika jedna je od nezamjenjivih komponenti njegove klime. Svi poznati izvori jonizujućeg zračenja učestvuju u formiranju pozadine, ali doprinos svakog od njih ukupnoj dozi zračenja zavisi od određene geografske lokacije. Čovjek, kao stanovnik prirodnog okruženja, prima najveći dio zračenja iz prirodnih izvora zračenja i to je nemoguće izbjeći. Sav život na Zemlji izložen je zračenju iz svemira. Planinski pejzaži, zbog svoje značajne nadmorske visine, odlikuju se povećanim doprinosom kosmičkog zračenja. Glečeri, koji djeluju kao apsorbirajući zaslon, zadržavaju radijaciju iz temeljne stijene unutar svoje mase. Otkrivene su razlike u sadržaju radioaktivnih aerosola nad morem i kopnom. Ukupna radioaktivnost morskog vazduha je stotine i hiljade puta manja od one kontinentalnog vazduha.

Postoje područja na Zemlji gdje je brzina ekspozicijske doze desetine puta veća od prosječnih vrijednosti, na primjer, područja ležišta uranijuma i torijuma. Takva mjesta se nazivaju provincije uranijuma i torijuma. Stabilan i relativno viši nivo radijacije uočen je u područjima gdje izbijaju granitne stijene.

Biološki procesi koji prate formiranje tla značajno utiču na akumulaciju radioaktivnih materija u njima. Uz nizak sadržaj humusnih materija, njihova aktivnost je slaba, dok su černozemi uvijek imali veću specifičnu aktivnost. Posebno je visoka u černozemima i livadskim zemljištima koja se nalaze u blizini granitnih masiva. Prema stepenu povećanja specifične aktivnosti, tla se mogu grubo rasporediti po sljedećem redoslijedu: treset; černozem; tla stepske zone i šumske stepe; tla koje se razvijaju na granitima.

Uticaj periodičnih fluktuacija intenziteta kosmičkog zračenja u blizini zemljine površine na dozu zračenja živih organizama je praktično beznačajan.

U mnogim područjima svijeta, brzina doze izloženosti uzrokovana zračenjem uranijuma i torijuma dostiže nivo radijacije koji je postojao na Zemlji u geološki predvidljivom vremenu, tokom kojeg se odvijala prirodna evolucija živih organizama. Općenito, jonizujuće zračenje štetnije djeluje na visoko razvijene i složene organizme, a ljudi su posebno osjetljivi. Neke tvari su ravnomjerno raspoređene po cijelom tijelu, kao što je ugljik-14 ili tricij, dok se druge akumuliraju u određenim organima. Tako se radijum-224, -226, olovo-210, polonijum-210 akumuliraju u koštanom tkivu. Inertni gas radon-220, koji se ponekad oslobađa ne samo iz naslaga u litosferi, već i iz minerala koje ljudi kopaju i koriste kao građevinski materijal, snažno deluje na pluća. Radioaktivne tvari se mogu akumulirati u vodi, tlu, sedimentu ili zraku ako njihova brzina oslobađanja prelazi brzinu radioaktivnog raspada. U živim organizmima dolazi do nakupljanja radioaktivnih tvari kada uđu s hranom.

2.2. Topografski faktori

Utjecaj abiotskih faktora u velikoj mjeri ovisi o topografskim karakteristikama područja, koje mogu u velikoj mjeri promijeniti kako klimu, tako i karakteristike razvoja tla. Glavni topografski faktor je nadmorska visina. Sa nadmorskom visinom se smanjuju prosječne temperature, povećavaju dnevne temperaturne razlike, povećavaju se padavine, brzina vjetra i intenzitet zračenja, a pritisak opada. Kao rezultat toga, u planinskim područjima, kako se izdiže, uočava se vertikalna zonalnost u distribuciji vegetacije, koja odgovara redoslijedu promjena u geografskim širinama od ekvatora do polova.

Planinski lanci mogu djelovati kao klimatske barijere. Uzdižući se iznad planina, zrak se hladi, što često uzrokuje padavine i time smanjuje njegovu apsolutnu vlažnost. Potom došavši do druge strane planinskog lanca, osušeni vazduh pomaže u smanjenju intenziteta kiše (snježnih padavina), stvarajući tako „kišnu sjenu“.

Planine mogu igrati ulogu izolacionog faktora u procesima specijacije, jer služe kao prepreka migraciji organizama.

Važan topografski faktor je izlaganje(osvetljenje) padine. Na sjevernoj hemisferi toplije je na južnim padinama, a na južnoj hemisferi toplije na sjevernim padinama.

Drugi važan faktor je strmina padina, utiče na drenažu. Voda teče niz padine, ispirući tlo, smanjujući njegov sloj. Osim toga, pod utjecajem gravitacije, tlo polako klizi prema dolje, što dovodi do njegovog nakupljanja u podnožju padina. Prisustvo vegetacije inhibira ove procese, međutim, kod nagiba većih od 35° obično nema tla i vegetacije, a stvaraju se sitni ostaci rastresitog materijala.

2.3. Prostor faktori

Naša planeta nije izolirana od procesa koji se odvijaju u svemiru. Zemlja se povremeno sudara sa asteroidima, približava kometama i udara je kosmičkom prašinom, meteoritskim supstancama i raznim vrstama zračenja Sunca i zvijezda. Sunčeva aktivnost se mijenja ciklično (jedan od ciklusa ima period od 11,4 godine).

Nauka je sakupila mnoge činjenice koje potvrđuju uticaj Kosmosa na život Zemlje.

3. Biotic faktori

Sva živa bića koja okružuju organizam u njegovom staništu čine biotičku sredinu ili biota. Biotički faktori- ovo je skup uticaja životne aktivnosti jednih organizama na druge.

Odnosi između životinja, biljaka i mikroorganizama su izuzetno raznoliki. Prije svega, razlikovati homotipski reakcije, odnosno interakcija jedinki iste vrste, i heterotipna- odnosi između predstavnika različitih vrsta.

Predstavnici svake vrste mogu postojati u biotičkom okruženju gdje im veze s drugim organizmima obezbjeđuju normalne životne uslove. Glavni oblik ispoljavanja ovih veza su prehrambeni odnosi organizama različitih kategorija, koji čine osnovu prehrambenih (trofičkih) lanaca, mreža i trofičke strukture biote.

Osim veza s hranom, između biljnih i životinjskih organizama nastaju i prostorni odnosi. Kao rezultat djelovanja mnogih faktora, različite vrste se spajaju ne u proizvoljnoj kombinaciji, već samo pod uvjetom prilagodljivosti zajedničkom životu.

Biotički faktori se manifestuju u biotičkim odnosima.

Razlikuju se sljedeći oblici biotičkih odnosa.

Simbioza(kohabitacija). To je oblik odnosa u kojem oba partnera ili jedan od njih imaju koristi od drugog.

Saradnja. Saradnja je dugotrajna, nerazdvojna, obostrano korisna kohabitacija dvije ili više vrsta organizama. Na primjer, odnos između rakova pustinjaka i anemone.

Komensalizam. Komensalizam je interakcija između organizama kada životna aktivnost jednog daje hranu (besplatni utovar) ili sklonište (prenoćište) drugom. Tipični primjeri su hijene koje skupljaju ostatke plijena koji lavovi nisu pojeli, riblje mlade koje se skrivaju pod kišobranima velikih meduza, kao i neke gljive koje rastu na korijenju drveća.

Mutualizam. Mutualizam je uzajamno korisna kohabitacija kada prisustvo partnera postaje preduslov za postojanje svakog od njih. Primjer je kohabitacija bakterija kvržica i mahunarki, koje mogu zajedno živjeti na tlima siromašnim dušikom i njime obogaćivati ​​tlo.

Antibiosis. Oblik odnosa u kojem oba partnera ili jedan od njih doživljavaju negativan utjecaj naziva se antibioza.

Konkurencija. To je negativan utjecaj organizama jedni na druge u borbi za hranu, stanište i druge uslove potrebne za život. Najjasnije se manifestuje na nivou stanovništva.

Predation. Predacija je odnos između grabežljivca i plijena koji uključuje da jedan organizam pojede drugi. Predatori su životinje ili biljke koje hvataju i jedu životinje kao hranu. Na primjer, lavovi jedu biljojede kopitare, ptice jedu insekte, a velike ribe jedu manje. Predacija je i korisna za jedan organizam i štetna za drugi.

Istovremeno, svi ti organizmi trebaju jedni druge. U procesu interakcije “predator-plijen” dolazi do prirodne selekcije i adaptivne varijabilnosti, odnosno do najvažnijih evolucijskih procesa. U prirodnim uslovima, nijedna vrsta ne traži (i ne može) dovesti do uništenja druge. Štaviše, nestanak bilo kojeg prirodnog „neprijatelja“ (predatora) iz staništa može doprinijeti izumiranju njegovog plijena.

Neutralizam. Međusobna nezavisnost različitih vrsta koje žive na istoj teritoriji naziva se neutralizam. Na primjer, vjeverice i losovi se ne takmiče jedni s drugima, ali suša u šumi pogađa oboje, iako u različitom stepenu.

U posljednje vrijeme sve se više pažnje posvećuje antropogenih faktora– ukupnost ljudskih uticaja na životnu sredinu uzrokovanih njegovim urbano-tehničkim aktivnostima.

4. Antropogeni faktori

Sadašnji stupanj ljudske civilizacije odražava toliki nivo znanja i sposobnosti čovječanstva da njegov uticaj na životnu sredinu, uključujući i biološke sisteme, poprima karakter globalne planetarne sile, koju svrstavamo u posebnu kategoriju faktora - antropogene, tj. ljudskom aktivnošću. To uključuje:

Promjene u Zemljinoj klimi kao rezultat prirodnih geoloških procesa, pojačane efektom staklene bašte uzrokovane promjenama optičkih svojstava atmosfere emisijom u nju uglavnom CO, CO2 i drugih plinova;

Zatrpanost svemira u blizini Zemlje (ENS), čije posljedice još nisu u potpunosti razjašnjene, osim stvarne opasnosti za svemirske letjelice, uključujući komunikacijske satelite, lokacije na površini zemlje i druge, koje se široko koriste u modernim sistemima interakcije među ljudima , države i vlade;

Smanjenje snage stratosferskog ozonskog ekrana stvaranjem takozvanih „ozonskih rupa“, smanjenje zaštitnih sposobnosti atmosfere od ulaska na površinu Zemlje tvrdog kratkotalasnog ultraljubičastog zračenja opasnog za žive organizme;

Hemijsko zagađenje atmosfere tvarima koje doprinose stvaranju kiselih padavina, fotohemijskog smoga i drugih spojeva opasnih za objekte biosfere, uključujući ljude i umjetne objekte koje stvaraju;

Zagađenje okeana i promjene u svojstvima okeanskih voda zbog naftnih derivata, njihovo zasićenje ugljičnim dioksidom u atmosferi, zagađeno motornim vozilima i termoenergetikom, zakopavanje visoko toksičnih hemijskih i radioaktivnih supstanci u oceanske vode, ulazak zagađivači sa riječnim otjecanjem, poremećaji vodnog bilansa priobalnih područja zbog regulacionih rijeka;

Iscrpljivanje i zagađenje svih vrsta zemljišnih izvora i voda;

Radioaktivna kontaminacija pojedinih područja i regija sa tendencijom širenja po površini Zemlje;

Zagađenje tla zbog kontaminiranih padavina (na primjer, kisele kiše), neoptimalna upotreba pesticida i mineralnih đubriva;

Promjene u geohemiji krajolika zbog toplinske energije, preraspodjele elemenata između podzemlja i površine Zemlje kao rezultat rudarske i metalurške obrade (na primjer, koncentracija teških metala) ili ekstrakcije na površinu abnormalnog sastava , visoko mineralizovane podzemne vode i slane vode;

Kontinuirano nakupljanje kućnog smeća i svih vrsta čvrstog i tečnog otpada na površini Zemlje;

Narušavanje globalne i regionalne ekološke ravnoteže, odnos komponenti životne sredine u obalnom kopnu i moru;

Nastavak, a na pojedinim mjestima i povećanje dezertifikacije planete, produbljivanje procesa dezertifikacije;

Smanjenje površine tropskih šuma i sjeverne tajge, ovih glavnih izvora održavanja ravnoteže kisika na planeti;

Kao rezultat svih navedenih procesa, oslobađanje ekoloških niša i njihovo popunjavanje drugim vrstama;

Apsolutna prenaseljenost Zemlje i relativna demografska prenaseljenost pojedinih regiona, ekstremna diferencijacija siromaštva i bogatstva;

Pogoršanje životne sredine u prenaseljenim gradovima i megalopolisima;

Iscrpljivanje mnogih mineralnih naslaga i postepeni prelazak sa bogatih na sve siromašnije rude;

Sve veća društvena nestabilnost, kao posljedica sve veće diferencijacije bogatih i siromašnih dijelova stanovništva mnogih zemalja, sve većeg stepena naoružanja njihovog stanovništva, kriminalizacije i prirodnih ekoloških katastrofa.

Smanjenje imunološkog statusa i zdravstvenog stanja stanovništva mnogih zemalja svijeta, uključujući Rusiju, višestruko ponavljanje epidemija koje su sve raširenije i teže po svojim posljedicama.

Ovo nije čitav niz problema, u rješavanju svakog od kojih specijalist može pronaći svoje mjesto i posao.

Najrasprostranjenije i najznačajnije je hemijsko zagađenje životne sredine za njega neuobičajenim supstancama hemijske prirode.

Fizički faktor kao zagađivač ljudske aktivnosti je neprihvatljiv nivo termičkog zagađenja (posebno radioaktivnog).

Biološko zagađenje životne sredine su različiti mikroorganizmi, među kojima su najveća opasnost razne bolesti.

Testovi pitanja I zadataka

1. Šta su faktori životne sredine?

2. Koji faktori životne sredine se smatraju abiotičkim, a koji se klasifikuju kao biotički?

3. Kako se naziva ukupnost uticaja životne aktivnosti jednih organizama na životnu aktivnost drugih?

4. Koji su resursi živih bića, kako se klasifikuju i koji je njihov ekološki značaj?

5. Koje faktore prvo treba uzeti u obzir pri kreiranju projekata upravljanja ekosistemom. Zašto?

Faktori okoline je kompleks uslova životne sredine koji utiču na žive organizme. Razlikovati neživih faktora— abiotički (klimatski, edafski, orografski, hidrografski, hemijski, pirogeni), faktori divljih životinja— biotički (fitogeni i zoogeni) i antropogeni faktori (uticaj ljudske aktivnosti). Ograničavajući faktori uključuju sve faktore koji ograničavaju rast i razvoj organizama. Prilagodba organizma na okolinu naziva se adaptacija. Vanjski izgled organizma, koji odražava njegovu prilagodljivost uvjetima okoline, naziva se životni oblik.

Pojam faktora okoline, njihova klasifikacija

Pojedinačne komponente životne sredine koje utiču na žive organizme, na koje oni reaguju adaptivnim reakcijama (adaptacijama), nazivaju se faktori sredine, odnosno ekološki faktori. Drugim riječima, kompleks uslova okoline koji utiču na život organizama naziva se faktori životne sredine.

Svi faktori okoline podijeljeni su u grupe:

1. obuhvataju komponente i pojave nežive prirode koje direktno ili indirektno utiču na žive organizme. Među brojnim abiotičkim faktorima, glavnu ulogu imaju:

• klimatski(sunčevo zračenje, svjetlosni i svjetlosni uslovi, temperatura, vlažnost, padavine, vjetar, atmosferski pritisak, itd.);
• edafski(mehanička struktura i hemijski sastav zemljišta, vlažnost, voda, vazduh i toplotni uslovi zemljišta, kiselost, vlažnost, sastav gasa, nivo podzemnih voda i dr.);
• orografski(reljef, ekspozicija padina, strmina padina, visinska razlika, nadmorska visina);
• hidrografski(prozirnost vode, fluidnost, protok, temperatura, kiselost, sastav gasa, sadržaj mineralnih i organskih materija itd.);
• hemijski(gasni sastav atmosfere, slani sastav vode);
• pirogena(izloženost vatri).

2. - ukupnost odnosa između živih organizama, kao i njihovih međusobnih uticaja na stanište. Utjecaj biotičkih faktora može biti ne samo direktan, već i indirektan, izražen u prilagođavanju abiotskih faktora (npr. promjene u sastavu tla, mikroklima pod krošnjama šume i sl.). Biotički faktori uključuju:

• fitogen(uticaj biljaka jednih na druge i na okolinu);
• zoogena(uticaj životinja jednih na druge i na okolinu).

3. odražavaju intenzivan uticaj ljudi (direktno) ili ljudskih aktivnosti (indirektno) na životnu sredinu i žive organizme. Takvi faktori uključuju sve oblike ljudske djelatnosti i ljudskog društva koji dovode do promjena u prirodi kao staništu drugih vrsta i direktno utiču na njihove živote. Svaki živi organizam je pod utjecajem nežive prirode, organizama drugih vrsta, uključujući i čovjeka, a zauzvrat ima utjecaj na svaku od ovih komponenti.

Utjecaj antropogenih faktora u prirodi može biti svjestan, slučajan ili nesvjestan. Čovjek, orući netaknute i ugare, stvara poljoprivredno zemljište, uzgaja visokoproduktivne oblike otporne na bolesti, širi neke vrste, a druge uništava. Ovi utjecaji (svjesni) su često negativni, na primjer, nepromišljeno preseljavanje mnogih životinja, biljaka, mikroorganizama, grabežljivo uništavanje niza vrsta, zagađenje okoliša itd.

Biotički faktori životne sredine manifestuju se kroz odnose organizama koji pripadaju istoj zajednici. U prirodi su mnoge vrste usko povezane, a njihovi međusobni odnosi kao komponenti životne sredine mogu biti izuzetno složeni. Što se tiče veza između zajednice i okolne neorganske sredine, one su uvijek dvosmjerne, recipročne. Dakle, priroda šume zavisi od odgovarajućeg tipa tla, ali samo tlo u velikoj meri nastaje pod uticajem šume. Slično, temperatura, vlažnost i svjetlost u šumi su određeni vegetacijom, ali preovlađujući klimatski uslovi zauzvrat utiču na zajednicu organizama koji žive u šumi.

Uticaj faktora okoline na organizam

Uticaj životne sredine organizmi percipiraju kroz faktore sredine tzv životne sredine. Treba napomenuti da je faktor životne sredine samo promenljivi element okruženja, izazivajući u organizmima, kada se ponovo promijeni, adaptivne ekološke i fiziološke reakcije koje su nasljedno fiksirane u procesu evolucije. Dijele se na abiotičke, biotičke i antropogene (slika 1).

Oni imenuju čitav skup faktora u neorganskom okruženju koji utiču na život i rasprostranjenost životinja i biljaka. Među njima su: fizički, hemijski i edafski.

Fizički faktori - oni čiji je izvor fizičko stanje ili pojava (mehanička, talasna, itd.). Na primjer, temperatura.

Hemijski faktori- one koje potiču iz hemijskog sastava životne sredine. Na primjer, salinitet vode, sadržaj kisika itd.

Edafski (ili zemljišni) faktori su skup hemijskih, fizičkih i mehaničkih svojstava tla i stijena koja utječu i na organizme kojima su stanište i na korijenski sistem biljaka. Na primjer, utjecaj nutrijenata, vlažnosti, strukture tla, sadržaja humusa itd. na rast i razvoj biljaka.

Rice. 1. Šema uticaja staništa (sredine) na organizam

— faktori ljudske aktivnosti koji utiču na prirodnu sredinu (hidrosfera, erozija tla, uništavanje šuma, itd.).

Ograničavajući (ograničavajući) faktori okoline To su faktori koji ograničavaju razvoj organizama zbog nedostatka ili viška nutrijenata u odnosu na potrebu (optimalni sadržaj).

Dakle, kada se biljke uzgajaju na različitim temperaturama, tačka u kojoj se javlja maksimalni rast će biti optimalno. Naziva se cijeli temperaturni raspon, od minimalne do maksimuma, pri kojem je rast još moguć raspon stabilnosti (izdržljivosti), ili tolerancije. Tačke koje ga ograničavaju, tj. maksimalne i minimalne temperature pogodne za život su granice stabilnosti. Između optimalne zone i granice stabilnosti, kako se približava ovoj drugoj, biljka doživljava sve veći stres, tj. mi pričamo o tome o zonama stresa, ili zonama ugnjetavanja, unutar opsega stabilnosti (slika 2). Kako se krećete sve dalje i gore na skali od optimalnog, ne samo da se stres pojačava, već kada se dosegnu granice otpora tijela, dolazi do njegove smrti.

Rice. 2. Zavisnost djelovanja okolišnog faktora od njegovog intenziteta

Dakle, za svaku vrstu biljke ili životinje postoji optimum, stresne zone i granice stabilnosti (ili izdržljivosti) u odnosu na svaki faktor životne sredine. Kada je faktor blizu granica izdržljivosti, organizam obično može postojati samo kratko. U užem krugu uslova moguće je dugoročno postojanje i rast jedinki. U još užem rasponu dolazi do razmnožavanja, a vrsta može postojati neograničeno. Tipično, negdje u sredini raspona otpornosti postoje uvjeti koji su najpovoljniji za život, rast i reprodukciju. Ovi uslovi se nazivaju optimalnim, u kojima su jedinke date vrste najpogodnije, tj. ostaviti najveći broj potomaka. U praksi je teško identifikovati ovakva stanja, pa se optimum obično određuje individualnim vitalnim znacima (stopa rasta, stopa preživljavanja, itd.).

Adaptacija sastoji se u prilagođavanju organizma uslovima okoline.

Sposobnost prilagođavanja jedno je od glavnih svojstava života općenito, osiguravajući mogućnost njegovog postojanja, sposobnost organizama da prežive i razmnožavaju se. Adaptacije se manifestuju na različitim nivoima – od biohemije ćelija i ponašanja pojedinačnih organizama do strukture i funkcionisanja zajednica i ekoloških sistema. Sve adaptacije organizama na postojanje u različitim uslovima su se istorijski razvijale. Kao rezultat toga, formirane su grupe biljaka i životinja koje su specifične za svaku geografsku zonu.

Adaptacije mogu biti morfološki, kada se struktura organizma mijenja dok se ne formira nova vrsta, i fiziološki, kada dođe do promjena u funkcionisanju organizma. Usko povezano sa morfološkim adaptacijama je adaptivna obojenost životinja, sposobnost da se ona mijenja ovisno o svjetlosti (iverak, kameleon, itd.).

Nadaleko poznati primjeri fiziološke adaptacije su zimska hibernacija životinja, sezonske migracije ptica.

Veoma su važne za organizme adaptacije ponašanja. Na primjer, instinktivno ponašanje određuje djelovanje insekata i nižih kralježnjaka: riba, vodozemaca, gmizavaca, ptica itd. Ovo ponašanje je genetski programirano i naslijeđeno (urođeno ponašanje). To uključuje: način izgradnje gnijezda kod ptica, parenje, podizanje potomstva itd.

Postoji i stečena komanda koju je pojedinac primio tokom svog života. Obrazovanje(ili učenje) - glavni način prenošenja stečenog ponašanja s jedne generacije na drugu.

Sposobnost pojedinca da upravlja svojim kognitivnim sposobnostima da preživi neočekivane promjene u svom okruženju je inteligencija. Uloga učenja i inteligencije u ponašanju se povećava sa poboljšanjem nervnog sistema – povećanjem moždane kore. Za ljude, ovo je mehanizam koji određuje evoluciju. Sposobnost vrsta da se prilagode određenom nizu faktora okoline označava se konceptom ekološka mistika vrste.

Kombinovani uticaj faktora okoline na organizam

Faktori okoline obično ne djeluju jedan po jedan, već na složen način. Efekat jednog faktora zavisi od jačine uticaja drugih. Kombinacija različitih faktora ima primetan uticaj na optimalne uslove života organizma (vidi sliku 2). Djelovanje jednog faktora ne zamjenjuje djelovanje drugog. Međutim, kod kompleksnog uticaja okoline često se može uočiti „efekat supstitucije“, koji se manifestuje u sličnosti rezultata uticaja različitih faktora. Dakle, svjetlost se ne može zamijeniti viškom topline ili obiljem ugljičnog dioksida, ali je utjecajem na promjene temperature moguće zaustaviti, na primjer, fotosintezu biljaka.

U kompleksnom uticaju životne sredine, uticaj različitih faktora na organizme je nejednak. Mogu se podijeliti na glavne, prateće i sporedne. Vodeći faktori su različiti za različite organizme, čak i ako žive na istom mjestu. Ulogu vodećeg faktora u različitim fazama života organizma može igrati jedan ili drugi element okoline. Na primjer, u životu mnogih kultivisanih biljaka, kao što su žitarice, vodeći faktor u periodu nicanja je temperatura, u periodu glavice i cvatnje - vlažnost tla, a u periodu zrenja - količina hranljivih materija i vlažnost vazduha. Uloga vodećeg faktora može se promijeniti u različito doba godine.

Vodeći faktor može biti različit za iste vrste koje žive u različitim fizičkim i geografskim uslovima.

Koncept vodećih faktora ne treba miješati sa konceptom. Faktor čiji se nivo u kvalitativnom ili kvantitativnom smislu (manjak ili višak) ispostavi da je blizu granica izdržljivosti datog organizma, nazivaju ograničavajućim. Djelovanje ograničavajućeg faktora će se očitovati i u slučaju kada su drugi faktori okoline povoljni ili čak optimalni. I vodeći i sekundarni faktori okoline mogu djelovati kao ograničavajući faktori.

Koncept ograničavajućih faktora uveo je 1840. hemičar 10. Liebig. Proučavajući uticaj sadržaja različitih hemijskih elemenata u tlu na rast biljaka, on je formulisao princip: „Supstanca koja se nalazi u minimumu kontroliše prinos i određuje veličinu i stabilnost potonjeg tokom vremena.” Ovaj princip je poznat kao Liebigov zakon minimuma.

Ograničavajući faktor može biti ne samo nedostatak, kako je istakao Liebig, već i višak faktora kao što su, na primjer, toplina, svjetlost i voda. Kao što je ranije navedeno, organizme karakteriziraju ekološki minimumi i maksimumi. Raspon između ove dvije vrijednosti obično se naziva granicama stabilnosti ili tolerancije.

Generalno, kompleksnost uticaja faktora okoline na organizam odražava se u V. Shelfordovom zakonu tolerancije: odsustvo ili nemogućnost prosperiteta determinisana je nedostatkom ili, obrnuto, viškom nekog od brojnih faktora, tj. čiji nivo može biti blizu granica koje toleriše dati organizam (1913). Ove dvije granice se nazivaju granice tolerancije.

Provedene su brojne studije o “ekologiji tolerancije”, zahvaljujući kojima su postale poznate granice postojanja mnogih biljaka i životinja. Takav primjer je djelovanje zagađivača zraka na ljudski organizam (slika 3).

Rice. 3. Uticaj zagađivača vazduha na ljudski organizam. Max - maksimalna vitalna aktivnost; Dodatna - dozvoljena vitalna aktivnost; Opt je optimalna (ne utiče na vitalnu aktivnost) koncentracija štetne supstance; MPC je najveća dopuštena koncentracija tvari koja ne mijenja značajno vitalnu aktivnost; Godine - smrtonosna koncentracija

Koncentracija faktora utjecaja (štetne tvari) na Sl. 5.2 označeno je simbolom C. Pri vrijednostima koncentracije od C = C godina, osoba će umrijeti, ali će se na znatno nižim vrijednostima C = C MPC pojaviti nepovratne promjene u njegovom tijelu. Posljedično, raspon tolerancije je ograničen upravo vrijednošću C MPC = C granica. Dakle, Cmax se mora odrediti eksperimentalno za svaki zagađivač ili bilo koje štetno hemijsko jedinjenje i njegova Cmax ne smije biti prekoračena u određenom staništu (životnoj sredini).

U zaštiti životne sredine je važno gornje granice otpornosti tijela na štetne materije.

Dakle, stvarna koncentracija zagađivača C stvarna ne bi trebala prelaziti C maksimalno dozvoljenu koncentraciju (C fact ≤ C maksimalno dozvoljena vrijednost = C lim).

Vrijednost koncepta ograničavajućih faktora (Clim) je u tome što ekologu daje polaznu tačku pri proučavanju složenih situacija. Ako je organizam karakteriziran širokim rasponom tolerancije na faktor koji je relativno konstantan, a prisutan je u okolišu u umjerenim količinama, onda je malo vjerovatno da će takav faktor biti ograničavajući. Naprotiv, ako se zna da određeni organizam ima uski raspon tolerancije na neki varijabilni faktor, onda je taj faktor taj koji zaslužuje pažljivo proučavanje, jer može biti ograničavajući.

Pitanje 2. Kakav uticaj temperatura ima na različite vrste organizama?
Bilo koja vrsta organizma sposobna je živjeti samo u određenom temperaturnom rasponu, unutar kojeg su temperaturni uvjeti najpovoljniji za njegovo postojanje, a njegove vitalne funkcije se odvijaju najaktivnije. Temperatura direktno utiče na brzinu biohemijskih reakcija u tijelima živih organizama, koje se odvijaju u određenim granicama. Temperaturne granice u kojima organizmi obično žive su od 0 do 50oC. Ali neke bakterije i alge mogu živjeti u toplim izvorima na temperaturama od 85-87°C. Visoke temperature (do 80oC) podnose neke jednostanične zemljišne alge, korasti lišajevi i sjemenke biljaka. Postoje životinje i biljke koje mogu tolerirati izlaganje vrlo niskim temperaturama - sve dok se potpuno ne smrznu. Kako se približavamo granicama temperaturnog raspona, brzina životnih procesa se usporava, a izvan njenih granica potpuno se zaustavljaju - organizam umire.
Većina životinja su hladnokrvni (poikilotermni) organizmi - njihova tjelesna temperatura ovisi o temperaturi okoline. To su sve vrste beskičmenjaka i značajan dio kičmenjaka (ribe, vodozemci, gmizavci).
Ptice i sisari su toplokrvne (homeotermne) životinje. Njihova tjelesna temperatura je relativno konstantna i u velikoj mjeri ovisi o metabolizmu samog tijela. Ove životinje također razvijaju adaptacije koje im omogućavaju da zadrže tjelesnu toplinu (dlaka, gusto perje, debeli sloj potkožnog masnog tkiva, itd.).
Na većem dijelu Zemljine teritorije temperatura ima jasno definirane dnevne i sezonske fluktuacije, što određuje određene biološke ritmove organizama. Temperaturni faktor također utiče na vertikalnu zonalnost faune i flore.

Pitanje 3: Kako životinje i biljke dobijaju vodu koja im je potrebna?
Voda- glavna komponenta citoplazme ćelija, jedan je od najvažnijih faktora koji utiču na distribuciju kopnenih živih organizama. Nedostatak vode dovodi do brojnih adaptacija kod biljaka i životinja.
Biljke izvlače vodu koja im je potrebna iz tla koristeći svoje korijenje. Biljke otporne na sušu imaju dubok korijenski sistem, manje ćelije i povećanu koncentraciju ćelijskog soka. Isparavanje vode se smanjuje kao rezultat redukcije listova, formiranja guste kutikule ili voštanog premaza itd. Mnoge biljke mogu apsorbirati vlagu iz zraka (lišajevi, epifiti, kaktusi). Određeni broj biljaka ima vrlo kratku vegetaciju (sve dok ima vlage u zemljištu) - tulipani, perjanica itd. U sušnim vremenima ostaju u stanju mirovanja u obliku podzemnih izdanaka - lukovica ili rizoma.
Sve kopnene životinje zahtijevaju periodičnu opskrbu vodom kako bi se nadoknadio neizbježni gubitak vode uslijed isparavanja ili izlučivanja. Mnogi od njih piju vodu, drugi, kao što su vodozemci, neki insekti i krpelji, upijaju je kroz kožu tijela u tečnom ili parnom stanju. Kod kopnenih člankonožaca formiraju se gusti pokrivači koji sprječavaju isparavanje, mijenja se metabolizam - oslobađaju se netopivi proizvodi (mokraćna kiselina, gvanin). Mnogi stanovnici pustinja i stepa (kornjače, zmije) hiberniraju tokom perioda suše. Brojne životinje (insekti, kamile) za svoj život koriste metaboličku vodu koja nastaje prilikom razgradnje masti. Mnoge životinjske vrste nadoknađuju nedostatak vode apsorbirajući je dok piju ili jedu (vodozemci, ptice, sisari).

Pitanje 4. Kako organizmi reaguju na različite nivoe svjetlosti?
sunčeva svetlost- glavni izvor energije za žive organizme. Intenzitet svjetlosti (osvjetljenje) za mnoge organizme je signal za restrukturiranje procesa koji se odvijaju u tijelu, što im omogućava da najbolje odgovore na tekuće promjene u vanjskim uvjetima. Svetlost je posebno važna za zelene biljke. Biološki efekat sunčeve svetlosti zavisi od njenih karakteristika: spektralnog sastava, intenziteta, dnevne i sezonske frekvencije.
Kod mnogih životinja uvjeti osvjetljenja uzrokuju pozitivnu ili negativnu reakciju na svjetlost. Neki insekti (moljci) hrle prema svjetlosti, drugi (žohari) je izbjegavaju. Smjena dana i noći je od najveće ekološke važnosti. Mnoge životinje su isključivo dnevne (većina ptica), druge su isključivo noćne (mnogi mali glodari, šišmiši itd.). Mali rakovi, koji plutaju u vodenom stupcu, noću borave u površinskim vodama, a danju se spuštaju u dubinu, izbjegavajući previše jako svjetlo.
Ultraljubičasti dio spektra ima visoku fotohemijsku aktivnost: u tijelu životinja je uključen u sintezu vitamina D, ove zrake percipiraju vizualni organi insekata.
Vidljivi dio spektra (crveni i plavi zraci) osigurava proces fotosinteze i svijetlu boju cvijeća (privlačenje oprašivača). Kod životinja vidljiva svjetlost je uključena u prostornu orijentaciju.
Infracrveni zraci su izvor toplotne energije. Toplina je važna za termoregulaciju hladnokrvnih životinja (beskičmenjaka i nižih kičmenjaka). U biljkama infracrveno zračenje povećava transpiraciju, što pospješuje apsorpciju ugljičnog dioksida i kretanje vode kroz biljno tijelo.
Biljke i životinje reaguju na odnos između dužine perioda svjetlosti i tame tokom dana ili sezone. Ovaj fenomen se naziva fotoperiodizam. Fotoperiodizam reguliše dnevne i sezonske ritmove života organizama, a ujedno je i klimatski faktor koji određuje životne cikluse mnogih vrsta. Kod biljaka se fotoperiodizam manifestira u sinhronizaciji perioda cvatnje i zrenja plodova s ​​periodom najaktivnije fotosinteze; kod životinja - u poklapanju sezone parenja sa obiljem hrane, u migracijama ptica, promjeni dlake kod sisara, hibernaciji, promjenama ponašanja itd.

Pitanje 5. Kako zagađivači utiču na organizme?
Kao rezultat ljudske ekonomske aktivnosti, okoliš je zagađen nusproizvodima proizvodnje. Takvi zagađivači uključuju: sumporovodik, sumpor dioksid, soli teških metala (bakar, olovo, cink, itd.), radionuklide, nusproizvode prerade nafte itd. Posebno u područjima s razvijenom industrijom, ove tvari mogu uzrokovati smrt organizama i potaknuti razvoj procesa mutacije, što u konačnici može dovesti do ekološke katastrofe. Štetne tvari koje se nalaze u vodnim tijelima, u tlu i u atmosferi imaju negativan utjecaj na biljke, životinje i ljude.
Mnogi zagađivači djeluju kao otrovi, uzrokujući izumiranje cijelih biljnih ili životinjskih vrsta. Drugi se mogu prenijeti lancima ishrane, akumulirati u tijelima organizama i uzrokovati mutacije gena, čiji se značaj može procijeniti tek u budućnosti. Ljudski život takođe postaje nemoguć u uslovima zagađenja životne sredine, jer se javljaju brojna direktna trovanja otrovima, a uočavaju se i neželjeni efekti zagađene životne sredine (porast zaraznih bolesti, raka i bolesti različitih organskih sistema). Zagađenje životne sredine po pravilu dovodi do smanjenja raznolikosti vrsta i narušavanja stabilnosti biocenoza.