Fattori ambientali non viventi. Classificazione dei fattori ambientali

Istituzione educativa statale

Formazione professionale superiore.

"UNIVERSITÀ STATALE DI SAN PIETROBURGO

SERVIZIO ED ECONOMIA"

Disciplina: Ecologia

Istituto (Facoltà): (IREU) “Istituto di Economia e Management Regionale”

Specialità: 080507 “Gestione delle organizzazioni”

Sul tema: Fattori ambientali e loro classificazione.

Eseguita:

Valkova Violetta Sergeevna

Studente del 1° anno

Studio part-time

Supervisore:

Ovchinnikova Raisa Andreevna

2008 – 2009

INTRODUZIONE …………………………………………… ……………..3

FATTORI AMBIENTALI. CONDIZIONI AMBIENTALI……………...3

Abiotico

Biotico

Antropogenico

RAPPORTI BIOTICI TRA GLI ORGANISMI ……………… ……………….6

REGOLARITA' GENERALI DELL'INFLUENZA DEI FATTORI AMBIENTALI ECOLOGICI SUGLI ORGANISMI……………………………….7

CONCLUSIONE ………………………..…………………………9

ELENCO REFERENZE ………… ……………………..10

INTRODUZIONE

Immaginiamo una specie di piante o animali e in essa una individuale, isolandola mentalmente dal resto del mondo vivente. Questo individuo, mentre era sotto l'influenza fattori ambientali sarà influenzato da loro. Il principale saranno i fattori determinati dal clima. Tutti sanno bene, ad esempio, che i rappresentanti dell'una o dell'altra specie di piante e animali non si trovano ovunque. Alcune piante vivono solo lungo le rive dei corpi idrici, altre - sotto la chioma della foresta. Non puoi incontrare un leone nell'Artico, né un orso polare nel deserto del Gobi. Riconosciamo che i fattori climatici (temperatura, umidità, luce, ecc.) sono della massima importanza nella distribuzione delle specie. Per gli animali terrestri, in particolare per gli abitanti del suolo e per le piante, le proprietà fisiche e chimiche del suolo svolgono un ruolo importante. Per gli organismi acquatici le proprietà dell'acqua come unico habitat sono di particolare importanza. Lo studio degli effetti di vari fattori naturali sui singoli organismi è la prima e più semplice divisione dell'ecologia.

FATTORI AMBIENTALI. CONDIZIONI AMBIENTALI

Diversità dei fattori ambientali. I fattori ambientali sono tutti i fattori esterni che hanno un effetto diretto o indiretto sul numero (abbondanza) e sulla distribuzione geografica di animali e piante.

I fattori ambientali sono molto diversi sia nella natura che nel loro impatto sugli organismi viventi. Convenzionalmente, tutti i fattori ambientali sono divisi in tre grandi gruppi: abiotici, biotici e antropogenici.

Fattori abiotici – si tratta di fattori di natura inanimata, principalmente climatica (luce solare, temperatura, umidità dell'aria) e locale (rilievo, proprietà del suolo, salinità, correnti, vento, radiazione, ecc.). Questi fattori possono influenzare il corpo direttamente(direttamente) come luce e calore, o indirettamente, come, ad esempio, il terreno, che determina l'azione di fattori diretti (illuminazione, umidità, vento, ecc.).

Fattori antropogenici – Sono quelle forme di attività umana che, influenzando l'ambiente, modificano le condizioni degli organismi viventi o colpiscono direttamente alcune specie di piante e animali. Uno dei fattori antropici più importanti è l’inquinamento.

Condizioni ambientali. Le condizioni ambientali, o condizioni ecologiche, sono fattori ambientali abiotici che variano nel tempo e nello spazio, ai quali gli organismi reagiscono in modo diverso a seconda della loro forza. Le condizioni ambientali impongono alcune restrizioni agli organismi. La quantità di luce che penetra attraverso la colonna d'acqua limita la vita delle piante verdi nei corpi idrici. L'abbondanza di ossigeno limita il numero di animali che respirano aria. La temperatura determina l'attività e controlla la riproduzione di molti organismi.

I fattori più importanti che determinano le condizioni di vita degli organismi in quasi tutti gli ambienti viventi includono temperatura, umidità e luce. Consideriamo più in dettaglio l’effetto di questi fattori.

Temperatura. Qualsiasi organismo è in grado di vivere solo entro un certo intervallo di temperature: gli individui della specie muoiono a temperature troppo alte o troppo basse. Da qualche parte all'interno di questo intervallo, le condizioni di temperatura sono più favorevoli per l'esistenza di questo organismo, le sue funzioni vitali vengono svolte più attivamente. Quando la temperatura si avvicina ai limiti dell'intervallo, la velocità dei processi vitali rallenta e alla fine si fermano del tutto: l'organismo muore.

I limiti di tolleranza alla temperatura variano tra i diversi organismi. Esistono specie che possono tollerare fluttuazioni di temperatura in un ampio intervallo. Ad esempio, i licheni e molti batteri sono in grado di vivere a temperature molto diverse. Tra gli animali, gli animali a sangue caldo hanno il più ampio range di tolleranza alla temperatura. La tigre, ad esempio, tollera ugualmente bene sia il freddo siberiano che il caldo delle regioni tropicali dell'India o dell'arcipelago malese. Ma ci sono anche specie che possono vivere solo entro limiti di temperatura più o meno ristretti. Ciò include molte piante tropicali, come le orchidee. Nella zona temperata possono crescere solo nelle serre e richiedono un'attenta cura. Alcuni coralli che formano la barriera corallina possono vivere solo in mari dove la temperatura dell'acqua è di almeno 21 °C. Tuttavia, i coralli muoiono anche quando l’acqua diventa troppo calda.

Nell'ambiente terra-aria e anche in molte zone dell'ambiente acquatico, la temperatura non rimane costante e può variare molto a seconda della stagione dell'anno o dell'ora del giorno. Nelle zone tropicali, le variazioni di temperatura annuali possono essere ancora meno evidenti di quelle giornaliere. Al contrario, nelle zone temperate, le temperature variano notevolmente nei diversi periodi dell’anno. Animali e piante sono costretti ad adattarsi alla stagione invernale sfavorevole, durante la quale la vita attiva è difficile o semplicemente impossibile. Nelle aree tropicali tali adattamenti sono meno pronunciati. Durante un periodo freddo con condizioni di temperatura sfavorevoli, sembra che si verifichi una pausa nella vita di molti organismi: letargo nei mammiferi, perdita delle foglie nelle piante, ecc. Alcuni animali compiono lunghe migrazioni verso luoghi con un clima più adatto.

Umidità. Per gran parte della sua storia, la fauna selvatica era rappresentata esclusivamente da forme di organismi acquatici. Avendo conquistato la terra, non persero tuttavia la dipendenza dall'acqua. L'acqua è parte integrante della stragrande maggioranza degli esseri viventi: è necessaria per il loro normale funzionamento. Un organismo che si sviluppa normalmente perde costantemente acqua e quindi non può vivere in aria completamente secca. Prima o poi, tali perdite possono portare alla morte del corpo.

In fisica, l'umidità viene misurata dalla quantità di vapore acqueo presente nell'aria. Tuttavia, l'indicatore più semplice e conveniente che caratterizza l'umidità di una particolare area è la quantità di precipitazioni che vi cadono durante un anno o un altro periodo di tempo.

Le piante estraggono l'acqua dal terreno utilizzando le radici. I licheni possono catturare il vapore acqueo dall'aria. Le piante hanno una serie di adattamenti che garantiscono una perdita d'acqua minima. Tutti gli animali terrestri necessitano di un rifornimento periodico di acqua per compensare l'inevitabile perdita di acqua dovuta all'evaporazione o all'escrezione. Molti animali bevono acqua; altri, come gli anfibi, alcuni insetti e gli acari, lo assorbono allo stato liquido o vapore attraverso l'involucro del corpo. La maggior parte degli animali del deserto non beve mai. Soddisfano i loro bisogni con l'acqua fornita con il cibo. Infine, ci sono animali che ottengono l'acqua in un modo ancora più complesso, attraverso il processo di ossidazione dei grassi. Gli esempi includono il cammello e alcuni tipi di insetti, come il tonchio del riso e del granaio, e le tarme dei vestiti, che si nutrono di grasso. Gli animali, come le piante, hanno molti adattamenti per risparmiare acqua.

Leggero. Per gli animali la luce, come fattore ambientale, è incomparabilmente meno importante della temperatura e dell'umidità. Ma la luce è assolutamente necessaria per la natura vivente, poiché le serve praticamente come unica fonte di energia.

Per molto tempo si è fatta una distinzione tra piante amanti della luce, che sono in grado di svilupparsi solo sotto i raggi del sole, e piante tolleranti all'ombra, che sono in grado di crescere bene sotto la chioma della foresta. La maggior parte del sottobosco della faggeta, particolarmente ombreggiata, è costituito da piante che tollerano l'ombra. Ciò è di grande importanza pratica per la rigenerazione naturale del popolamento forestale: i giovani germogli di molte specie di alberi possono svilupparsi sotto la copertura di grandi alberi.

In molti animali le normali condizioni di illuminazione si manifestano con una reazione positiva o negativa alla luce. Tutti sanno come gli insetti notturni si radunano verso la luce o come gli scarafaggi si disperdono in cerca di riparo se in una stanza buia viene accesa solo la luce.

Tuttavia, la luce ha il massimo significato ecologico nel ciclo del giorno e della notte. Molti animali sono esclusivamente diurni (la maggior parte dei passeriformi), altri sono esclusivamente notturni (molti piccoli roditori, pipistrelli). Piccoli crostacei, galleggianti nella colonna d'acqua, rimangono di notte nelle acque superficiali e durante il giorno affondano nelle profondità, evitando la luce troppo intensa.

Rispetto alla temperatura o all’umidità, la luce ha poco effetto diretto sugli animali. Serve solo come segnale per la ristrutturazione dei processi che si verificano nel corpo, che consente loro di rispondere al meglio ai continui cambiamenti delle condizioni esterne.

I fattori sopra elencati non esauriscono l'insieme delle condizioni ambientali che determinano la vita e la distribuzione degli organismi. Il cosidetto fattori climatici secondari, come vento, pressione atmosferica, altitudine. Il vento ha un effetto indiretto: aumentando l'evaporazione, aumenta la secchezza. I forti venti contribuiscono al raffreddamento. Questa azione è importante nei luoghi freddi, in alta montagna o nelle regioni polari.

Fattori antropogenici. Inquinanti. I fattori antropogenici sono molto diversi nella loro composizione. L’uomo influenza la natura vivente costruendo strade, costruendo città, conducendo l’agricoltura, bloccando i fiumi, ecc. L'attività umana moderna si manifesta sempre più nell'inquinamento ambientale con sottoprodotti, spesso tossici. L'anidride solforosa che fuoriesce dai tubi delle fabbriche e delle centrali termoelettriche, i composti metallici (rame, zinco, piombo) scaricati vicino alle miniere o formati nei gas di scarico delle automobili, residui di prodotti petroliferi scaricati nei corpi idrici durante il lavaggio delle petroliere: questi sono solo alcuni degli inquinanti che limitano la diffusione degli organismi (soprattutto vegetali).

Nelle aree industriali il concetto di inquinanti raggiunge talvolta livelli soglia, vale a dire letale per molti organismi, valori. Tuttavia, qualunque cosa accada, ci saranno quasi sempre almeno alcuni individui di diverse specie che potranno sopravvivere in tali condizioni. Il motivo è che anche nelle popolazioni naturali raramente si trovano individui resistenti. Con l’aumento dei livelli di inquinamento, gli individui resistenti potrebbero essere gli unici sopravvissuti. Inoltre, possono diventare i fondatori di una popolazione stabile che ha ereditato l’immunità a questo tipo di inquinamento. Per questo motivo, l’inquinamento ci dà l’opportunità di osservare, per così dire, l’evoluzione in azione. Naturalmente non tutte le popolazioni sono dotate della capacità di resistere all'inquinamento, anche se solo sotto forma di singoli individui.

Pertanto, l’effetto di qualsiasi inquinante è duplice. Se questa sostanza è apparsa di recente o è contenuta in concentrazioni molto elevate, allora ciascuna specie precedentemente trovata nell'area contaminata è solitamente rappresentata solo da pochi esemplari, proprio quelli che, a causa della variabilità naturale, avevano stabilità iniziale o flussi più vicini.

Successivamente, l'area inquinata risulta essere popolata molto più densamente, ma di regola con un numero di specie molto inferiore rispetto a quando non ci fosse inquinamento. Tali comunità appena emerse con una composizione di specie impoverita sono già diventate parte integrante dell’ambiente umano.

RAPPORTI BIOTICI TRA GLI ORGANISMI

Due tipi di organismi che vivono nello stesso territorio e in contatto tra loro entrano in relazioni diverse tra loro. La posizione delle specie nelle diverse forme di relazione è indicata da segni convenzionali. Un segno meno (-) indica un effetto negativo (gli individui della specie sono oppressi o danneggiati). Un segno più (+) indica un effetto benefico (gli individui della specie ne traggono beneficio). Il segno zero (0) indica che la relazione è indifferente (nessuna influenza).

Pertanto, tutte le connessioni biotiche possono essere divise in 6 gruppi: nessuna delle popolazioni influenza l'altra (00); connessioni utili reciprocamente vantaggiose (+ +); relazioni dannose per entrambe le specie (– –); una delle specie trae beneficio, l’altra sperimenta l’oppressione (+ –); una specie trae beneficio, l’altra non subisce danni (+ 0); una specie è oppressa, l’altra non ne beneficia (– 0).

Per una delle specie che vivono insieme, l'influenza dell'altro è negativa (sperimenta l'oppressione), mentre l'oppressore non riceve né danno né beneficio - questo amensalismo(–0). Un esempio di amensalismo sono le erbe amanti della luce che crescono sotto un abete rosso, che soffrono di forti ombreggiature, mentre l'albero stesso ne è indifferente.

Viene chiamata la forma di relazione in cui una specie riceve qualche vantaggio senza causare alcun danno o beneficio all'altra commensalismo(+0). Ad esempio, i grandi mammiferi (cani, cervi) fungono da portatori di frutti e semi con ganci (come la bardana), senza riceverne né danni né benefici.

Il commensalismo è l’uso unilaterale di una specie da parte di un’altra senza causarle alcun danno. Le manifestazioni del commensalismo sono varie, quindi si distinguono numerose varianti.

Il “freeloading” è il consumo degli avanzi di cibo del proprietario.

La “compagnia” è il consumo di diverse sostanze o parti dello stesso alimento.

“Alloggio” è l’uso da parte di una specie di un’altra (i loro corpi, le loro case (come rifugio o casa).

In natura si trovano spesso relazioni reciprocamente vantaggiose tra le specie, con alcuni organismi che ricevono benefici reciproci da queste relazioni. Questo gruppo di connessioni biologiche reciprocamente vantaggiose comprende diversi simbiotico rapporti tra organismi. Un esempio di simbiosi sono i licheni, che sono una stretta convivenza reciprocamente vantaggiosa di funghi e alghe. Un noto esempio di simbiosi è la convivenza di piante verdi (soprattutto alberi) e funghi.

Un tipo di relazione reciprocamente vantaggiosa è protocooperazione(cooperazione primaria) (+ +). Allo stesso tempo, la convivenza, sebbene non obbligatoria, è vantaggiosa per entrambe le specie, ma non è una condizione indispensabile per la sopravvivenza. Un esempio di protocooperazione è la dispersione dei semi di alcune piante forestali da parte delle formiche e l'impollinazione di varie piante dei prati da parte delle api.

Se due o più specie hanno esigenze ecologiche simili e convivono, tra loro può nascere un tipo di relazione negativa, chiamata concorrenza(rivalità, competizione) (– –). Ad esempio, tutte le piante competono per la luce, l'umidità, i nutrienti del suolo e, quindi, per espandere il proprio territorio. Gli animali combattono per le risorse alimentari, i rifugi e anche per il territorio.

Predazione(+ –) è un tipo di interazione tra organismi in cui i rappresentanti di una specie uccidono e mangiano rappresentanti di un'altra.

Questi sono i principali tipi di interazioni biotiche in natura. Va ricordato che il tipo di relazione di una particolare coppia di specie può cambiare a seconda delle condizioni esterne o dello stadio di vita degli organismi interagenti. Inoltre, in natura, non solo un paio di specie sono coinvolte contemporaneamente nelle relazioni biotiche, ma un numero molto maggiore di esse.

REGOLARITA' GENERALI DELL'INFLUENZA DEI FATTORI AMBIENTALI ECOLOGICI SUGLI ORGANISMI

L'esempio della temperatura mostra che questo fattore è tollerato dall'organismo solo entro certi limiti. L'organismo muore se la temperatura ambientale è troppo bassa o troppo alta. Negli ambienti in cui le temperature sono vicine a questi estremi, gli abitanti viventi sono rari. Tuttavia, il loro numero aumenta man mano che la temperatura si avvicina al valore medio, che è il migliore (ottimale) per una determinata specie.

Questo modello può essere trasferito a qualsiasi altro fattore che determina la velocità di determinati processi vitali (umidità, forza del vento, velocità della corrente, ecc.).

Se disegni una curva su un grafico che caratterizza l'intensità di un particolare processo (respirazione, movimento, alimentazione, ecc.) a seconda di uno dei fattori ambientali (ovviamente, a condizione che questo fattore influenzi i principali processi vitali), allora questo la curva sarà quasi sempre a forma di campana.

Queste curve sono chiamate curve tolleranza(dal greco tolleranza- pazienza, stabilità). La posizione dell'apice della curva indica le condizioni ottimali per un dato processo.

Alcuni individui e specie sono caratterizzati da curve con picchi molto netti. Ciò significa che la gamma di condizioni in cui l'attività del corpo raggiunge il suo massimo è molto ristretta. Le curve piatte corrispondono ad un ampio intervallo di tolleranza.

Gli organismi con ampi margini di resistenza hanno sicuramente la possibilità di diffondersi maggiormente. Tuttavia, ampi limiti di resistenza per un fattore non significano ampi limiti per tutti i fattori. La pianta può tollerare grandi fluttuazioni di temperatura, ma ha intervalli ristretti di tolleranza all'acqua. Un animale come la trota può essere molto sensibile alla temperatura ma mangiare un'ampia varietà di cibi.

A volte, durante la vita di un individuo, la sua tolleranza può cambiare (la posizione della curva cambierà di conseguenza), se l'individuo si trova in condizioni esterne diverse. Trovandosi in tali condizioni, dopo un po' il corpo si abitua e si adatta ad esse. La conseguenza di ciò è un cambiamento nell’ottimo fisiologico, o uno spostamento nella cupola della curva di tolleranza. Questo fenomeno si chiama adattamento, O acclimatazione.

Nelle specie ad ampia distribuzione geografica, gli abitanti delle zone geografiche o climatiche spesso risultano più adattati proprio a quelle condizioni caratteristiche di una determinata zona. Ciò è dovuto alla capacità di alcuni organismi di formare forme locali, o ecotipi, caratterizzati da diversi limiti di resistenza alla temperatura, alla luce o ad altri fattori.

Consideriamo come esempio gli ecotipi di una delle specie di meduse. Le meduse si muovono nell'acqua utilizzando contrazioni ritmiche dei muscoli che spingono l'acqua fuori dalla cavità centrale del corpo, in modo simile al movimento di un razzo. La frequenza ottimale di tale pulsazione è di 15-20 contrazioni al minuto. Gli individui che vivono nei mari delle latitudini settentrionali si muovono alla stessa velocità delle meduse della stessa specie nei mari delle latitudini meridionali, sebbene la temperatura dell'acqua al nord possa essere inferiore di 20 °C. Di conseguenza, entrambe le forme di organismi della stessa specie hanno potuto adattarsi al meglio alle condizioni locali.

Legge del minimo. L'intensità di alcuni processi biologici è spesso sensibile a due o più fattori ambientali. In questo caso, il fattore che è presente nella quantità minima, dal punto di vista del fabbisogno dell’organismo, avrà un’importanza decisiva. Questa regola è stata formulata dal fondatore della scienza dei fertilizzanti minerali Justus Liebig(1803-1873) e ricevette il nome Legge del minimo. Yu Liebig ha scoperto che la resa delle piante può essere limitata da qualsiasi nutriente di base, se solo questo elemento scarseggia.

È noto che diversi fattori ambientali possono interagire, ovvero la carenza di una sostanza può portare alla carenza di altre sostanze. Pertanto, in generale, la legge del minimo può essere formulata come segue: il successo della sopravvivenza degli organismi viventi dipende da un insieme di condizioni; un fattore limitante o limitante è qualsiasi stato dell'ambiente che si avvicina o va oltre il limite di stabilità per gli organismi di una determinata specie.

La disposizione sui fattori limitanti facilita notevolmente lo studio di situazioni complesse. Nonostante la complessità delle relazioni tra gli organismi e il loro ambiente, non tutti i fattori hanno lo stesso significato ecologico. Ad esempio, l'ossigeno è un fattore di necessità fisiologica per tutti gli animali, ma da un punto di vista ecologico diventa limitante solo in determinati habitat. Se i pesci muoiono in un fiume, è necessario prima misurare la concentrazione di ossigeno nell'acqua, poiché è molto variabile, le riserve di ossigeno si esauriscono facilmente e spesso non c'è abbastanza ossigeno. Se si osserva la morte degli uccelli in natura, è necessario cercare un altro motivo, poiché il contenuto di ossigeno nell'aria è relativamente costante e sufficiente dal punto di vista del fabbisogno degli organismi terrestri.

CONCLUSIONE

L’ecologia è una scienza di vitale importanza per l’uomo che studia il suo ambiente naturale immediato. L'uomo, osservando la natura e la sua intrinseca armonia, ha cercato involontariamente di portare questa armonia nella sua vita. Questo desiderio è diventato particolarmente acuto solo relativamente di recente, dopo che le conseguenze di attività economiche irragionevoli che hanno portato alla distruzione dell'ambiente naturale sono diventate molto evidenti. E questo alla fine ha avuto un effetto negativo sulla persona stessa.

Va ricordato che l'ecologia è una disciplina scientifica fondamentale, le cui idee sono molto importanti. E se riconosciamo l’importanza di questa scienza, dobbiamo imparare a usare correttamente le sue leggi, i suoi concetti e i suoi termini. Dopotutto, aiutano le persone a determinare il loro posto nel loro ambiente e a utilizzare le risorse naturali in modo corretto e razionale. È stato dimostrato che l'uso umano delle risorse naturali con la completa ignoranza delle leggi della natura porta spesso a conseguenze gravi e irreparabili.

Ogni persona sul pianeta dovrebbe conoscere le basi dell’ecologia come scienza sulla nostra casa comune: la Terra. La conoscenza delle basi dell'ecologia aiuterà sia la società che l'individuo a costruire saggiamente la propria vita; aiuteranno tutti a sentirsi parte della grande Natura, a raggiungere l'armonia e il conforto dove prima c'era una lotta irragionevole con le forze naturali.

ELENCO REFERENZE UTILIZZATE Fattori ecologici ambientali (biotici fattori; Biotico ambientale fattori; Fattori biotici; ....5 Domanda n. 67 Risorse naturali, loro classificazione. Ciclo delle risorse RISORSE NATURALI (naturali...

Questi sono tutti i fattori ambientali a cui il corpo risponde con reazioni adattative.

L'ambiente è uno dei principali concetti ecologici, il che significa un complesso di condizioni ambientali che influenzano la vita degli organismi. In senso lato, l'ambiente è inteso come l'insieme dei corpi materiali, dei fenomeni e dell'energia che influenzano il corpo. È anche possibile avere una comprensione più specifica e spaziale dell'ambiente come ciò che circonda immediatamente un organismo: il suo habitat. L'habitat è tutto ciò in cui vive un organismo; è una parte della natura che circonda gli organismi viventi e ha su di essi un'influenza diretta o indiretta. Quelli. elementi dell'ambiente che non sono indifferenti a un dato organismo o specie e che in un modo o nell'altro lo influenzano sono fattori in relazione ad esso.

I componenti dell'ambiente sono diversi e mutevoli, pertanto gli organismi viventi adattano e regolano costantemente le loro attività vitali in conformità con le variazioni che si verificano nei parametri dell'ambiente esterno. Tali adattamenti degli organismi sono chiamati adattamento e consentono loro di sopravvivere e riprodursi.

Tutti i fattori ambientali sono suddivisi in

• I fattori abiotici sono fattori di natura inanimata che influenzano direttamente o indirettamente il corpo: luce, temperatura, umidità, composizione chimica dell'aria, dell'acqua e dell'ambiente del suolo, ecc. (vale a dire, proprietà dell'ambiente, la cui presenza e impatto non influenzano dipendono direttamente dall'attività degli organismi viventi).
• I fattori biotici sono tutte le forme di influenza sul corpo da parte degli esseri viventi circostanti (microrganismi, influenza degli animali sulle piante e viceversa).
• I fattori antropogenici sono varie forme di attività della società umana che portano a cambiamenti nella natura come habitat di altre specie o influenzano direttamente le loro vite.

I fattori ambientali influenzano gli organismi viventi

• come irritanti che causano cambiamenti adattativi nelle funzioni fisiologiche e biochimiche;
• come limitazioni che rendono impossibile esistere in determinate condizioni;
• come modificatori che causano cambiamenti strutturali e funzionali negli organismi e come segnali che indicano cambiamenti in altri fattori ambientali.

In questo caso è possibile stabilire la natura generale dell'impatto dei fattori ambientali su un organismo vivente.

Qualsiasi organismo ha una serie specifica di adattamenti ai fattori ambientali ed esiste in modo sicuro solo entro certi limiti della loro variabilità. Il livello più favorevole del fattore per la vita è chiamato ottimale.

A valori piccoli o con un'esposizione eccessiva al fattore, l'attività vitale degli organismi diminuisce drasticamente (notevolmente inibita). Il raggio d'azione di un fattore ambientale (l'area di tolleranza) è limitato dai punti minimo e massimo corrispondenti ai valori estremi di questo fattore ai quali è possibile l'esistenza dell'organismo.

Il livello superiore del fattore, oltre il quale l'attività vitale degli organismi diventa impossibile, è chiamato massimo, e il livello inferiore è chiamato minimo (Fig.). Naturalmente, ogni organismo è caratterizzato dai propri massimi, ottimi e minimi dei fattori ambientali. Ad esempio, una mosca domestica può sopportare sbalzi di temperatura da 7 a 50 ° C, ma il nematode umano vive solo alla temperatura del corpo umano.

I punti ottimale, minimo e massimo costituiscono tre punti cardinali che determinano la capacità del corpo di reagire a un determinato fattore. I punti estremi della curva, che esprimono lo stato di oppressione con carenza o eccesso di un fattore, sono chiamati aree pessime; corrispondono ai valori pessimali del fattore. Vicino ai punti critici ci sono valori subletali del fattore, e fuori dalla zona di tolleranza ci sono zone letali del fattore.

Le condizioni ambientali in cui qualsiasi fattore o la loro combinazione va oltre la zona di comfort e ha un effetto deprimente sono spesso chiamate estreme, borderline (estreme, difficili) in ecologia. Caratterizzano non solo le situazioni ambientali (temperatura, salinità), ma anche gli habitat in cui le condizioni sono vicine ai limiti di esistenza per piante e animali.

Qualsiasi organismo vivente è influenzato contemporaneamente da un complesso di fattori, ma solo uno di essi è limitante. Un fattore che stabilisce il quadro per l'esistenza di un organismo, specie o comunità è chiamato limitante (limitante). Ad esempio, la distribuzione di molti animali e piante al nord è limitata dalla mancanza di calore, mentre al sud il fattore limitante per la stessa specie può essere la mancanza di umidità o di cibo necessario. Tuttavia, i limiti della resistenza del corpo rispetto al fattore limitante dipendono dal livello di altri fattori.

La vita di alcuni organismi richiede condizioni limitate da limiti ristretti, ovvero l'intervallo ottimale non è costante per la specie. L'effetto ottimale del fattore è diverso nelle diverse specie. L'arco della curva, cioè la distanza tra i punti di soglia, mostra l'area di influenza del fattore ambientale sul corpo (Fig. 104). In condizioni prossime alla soglia d'azione del fattore, gli organismi si sentono depressi; possono esistere, ma non raggiungono il pieno sviluppo. Le piante solitamente non danno frutti. Negli animali, al contrario, la pubertà accelera.

L'ampiezza del raggio d'azione del fattore e in particolare la zona ottimale consente di giudicare la resistenza degli organismi in relazione a un dato elemento dell'ambiente e indica la loro ampiezza ecologica. A questo proposito, gli organismi che possono vivere in condizioni ambientali abbastanza diverse sono chiamati zvrybionts (dal greco "euro" - largo). Ad esempio, un orso bruno vive in climi freddi e caldi, in zone secche e umide e mangia una varietà di cibi vegetali e animali.

In relazione ai fattori ambientali privati ​​si utilizza un termine che inizia con lo stesso prefisso. Ad esempio, gli animali che possono vivere in un ampio intervallo di temperature sono detti euritermi, mentre gli organismi che possono vivere solo in intervalli di temperature ristretti sono detti stenotermici. Per lo stesso principio un organismo può essere euridride o stenoidride, a seconda della sua risposta alle fluttuazioni dell'umidità; eurialina o stenoalina - a seconda della capacità di tollerare diversi valori di salinità, ecc.

Esistono anche i concetti di valenza ecologica, che rappresenta la capacità di un organismo di abitare una varietà di ambienti, e di ampiezza ecologica, che riflette l'ampiezza dell'intervallo di un fattore o l'ampiezza della zona ottimale.

I modelli quantitativi della reazione degli organismi all'azione di un fattore ambientale differiscono in base alle loro condizioni di vita. La stenobionticità o euribionticità non caratterizza la specificità di una specie in relazione a qualsiasi fattore ambientale. Ad esempio, alcuni animali sono confinati in un intervallo ristretto di temperature (cioè stenotermico) e allo stesso tempo possono esistere in un ampio intervallo di salinità ambientale (eurialina).

I fattori ambientali influenzano un organismo vivente simultaneamente e congiuntamente e l'azione di uno di essi dipende in una certa misura dall'espressione quantitativa di altri fattori: luce, umidità, temperatura, organismi circostanti, ecc. Questo modello è chiamato interazione dei fattori. Talvolta la carenza di un fattore è parzialmente compensata dall'accresciuta attività di un altro; appare una parziale sostituibilità degli effetti dei fattori ambientali. Allo stesso tempo, nessuno dei fattori necessari al corpo può essere completamente sostituito da un altro. Le piante fototrofiche non possono crescere senza luce nelle condizioni di temperatura o nutrizione ottimali. Pertanto, se il valore di almeno uno dei fattori necessari va oltre il range di tolleranza (sotto il minimo o sopra il massimo), allora l'esistenza dell'organismo diventa impossibile.

I fattori ambientali che hanno un valore pessimo in condizioni specifiche, cioè quelle più lontane dall'ottimale, complicano soprattutto la possibilità che le specie esistano in queste condizioni, nonostante la combinazione ottimale di altre condizioni. Questa dipendenza è chiamata legge dei fattori limitanti. Tali fattori che si discostano dall'ottimale acquisiscono un'importanza fondamentale nella vita di una specie o di singoli individui, determinandone la portata geografica.

L'identificazione dei fattori limitanti è molto importante nella pratica agricola per stabilire la valenza ecologica, soprattutto nei periodi più vulnerabili (critici) dell'ontogenesi di animali e piante.

LEZIONE N. 4

ARGOMENTO: FATTORI AMBIENTALI

PIANO:

1. Il concetto di fattori ambientali e la loro classificazione.

2. Fattori abiotici.

2.1. Ruolo ecologico dei principali fattori abiotici.

2.2. Fattori topografici.

2.3. Fattori spaziali.

3. Fattori biotici.

4. Fattori antropogenici.

1. Il concetto di fattori ambientali e la loro classificazione

Un fattore ambientale è qualsiasi elemento dell'ambiente che può influenzare direttamente o indirettamente un organismo vivente, almeno in una delle fasi del suo sviluppo individuale.

I fattori ambientali sono diversi e ogni fattore è una combinazione di una condizione ambientale corrispondente e della sua risorsa (riserva nell'ambiente).

I fattori ambientali ecologici sono solitamente divisi in due gruppi: fattori di natura inerte (non vivente) - abiotici o abiogenici; fattori della natura vivente: biotici o biogenici.

Insieme alla classificazione dei fattori ambientali di cui sopra, ce ne sono molti altri (meno comuni) che utilizzano altre caratteristiche distintive. Pertanto, vengono identificati fattori che dipendono e non dipendono dal numero e dalla densità degli organismi. Ad esempio, l'effetto dei fattori macroclimatici non è influenzato dal numero di animali o piante, ma le epidemie (malattie di massa) causate da microrganismi patogeni dipendono dal loro numero in un dato territorio. Esistono classificazioni note in cui tutti i fattori antropogenici sono classificati come biotici.

2. Fattori abiotici

Nella parte abiotica dell'ambiente (nella natura inanimata), tutti i fattori, innanzitutto, possono essere suddivisi in fisici e chimici. Tuttavia, per comprendere l'essenza dei fenomeni e dei processi considerati, è conveniente rappresentare i fattori abiotici come un insieme di fattori climatici, topografici, cosmici, nonché caratteristiche della composizione dell'ambiente (acquatico, terrestre o terrestre), eccetera.

Fattori fisici- sono quelli la cui origine è uno stato o fenomeno fisico (meccanico, ondulatorio, ecc.). Ad esempio, la temperatura, se è alta, si verificherà un'ustione, se è molto bassa, si avrà un congelamento. Anche altri fattori possono influenzare l'effetto della temperatura: nell'acqua - corrente, sulla terra - vento e umidità, ecc.

Fattori chimici- sono quelli che hanno origine dalla composizione chimica dell'ambiente. Ad esempio, la salinità dell'acqua, se è elevata, la vita nel bacino può essere completamente assente (Mar Morto), ma allo stesso tempo la maggior parte degli organismi marini non può vivere in acqua dolce. La vita degli animali sulla terra e nell'acqua, ecc. dipende dalla sufficienza dei livelli di ossigeno.

Fattori edafici(suolo) è un insieme di proprietà chimiche, fisiche e meccaniche dei suoli e delle rocce che influenzano sia gli organismi che in essi vivono, cioè di cui costituiscono un habitat, sia l'apparato radicale delle piante. L'influenza dei componenti chimici (elementi biogenici), della temperatura, dell'umidità e della struttura del suolo sulla crescita e sullo sviluppo delle piante è ben nota.

2.1. Ruolo ecologico dei principali fattori abiotici

Radiazione solare. La radiazione solare è la principale fonte di energia per l’ecosistema. L'energia del Sole si propaga nello spazio sotto forma di onde elettromagnetiche. Per gli organismi sono importanti la lunghezza d'onda della radiazione percepita, la sua intensità e la durata dell'esposizione.

Circa il 99% di tutta l'energia della radiazione solare è costituita da raggi con lunghezza d'onda k = nm, di cui il 48% nella parte visibile dello spettro (k = nm), il 45% nel vicino infrarosso (k = nm) e circa il 7% in quella dello spettro. l'ultravioletto (To< 400 нм).

I raggi con X = nm sono di primaria importanza per la fotosintesi. La radiazione solare a onde lunghe (infrarosso lontano) (k > 4000 nm) ha scarsi effetti sui processi vitali degli organismi. I raggi ultravioletti con k > 320 nm a piccole dosi sono necessari per gli animali e gli esseri umani poiché sotto la loro influenza si forma nell'organismo la vitamina D. Radiazioni con k< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Quando la luce solare attraversa l'aria atmosferica, viene riflessa, diffusa e assorbita. La neve pulita riflette circa l'80-95% della luce solare, la neve inquinata - 40-50%, il terreno chernozem - fino al 5%, il terreno leggero e asciutto - 35-45%, le foreste di conifere - 10-15%. Tuttavia, l'illuminazione della superficie terrestre varia notevolmente a seconda del periodo dell'anno e del giorno, della latitudine geografica, dell'esposizione dei pendii, delle condizioni atmosferiche, ecc.

A causa della rotazione della Terra, periodi di luce e buio si alternano periodicamente. La fioritura, la germinazione dei semi nelle piante, la migrazione, il letargo, la riproduzione degli animali e molto altro in natura sono associati alla durata del fotoperiodo (durata del giorno). Il bisogno di luce delle piante determina la loro rapida crescita in altezza e la struttura a strati del bosco. Le piante acquatiche si diffondono principalmente negli strati superficiali dei corpi idrici.

La radiazione solare diretta o diffusa non è richiesta solo da un piccolo gruppo di esseri viventi: alcuni tipi di funghi, pesci di acque profonde, microrganismi del suolo, ecc.

I più importanti processi fisiologici e biochimici svolti in un organismo vivente, dovuti alla presenza di luce, includono quanto segue:

1. Fotosintesi (1-2% dell'energia solare che cade sulla Terra viene utilizzata per la fotosintesi);

2. Traspirazione (circa il 75% - per la traspirazione, che garantisce il raffreddamento delle piante e il movimento attraverso di esse di soluzioni acquose di sostanze minerali);

3. Fotoperiodismo (fornisce sincronicità dei processi vitali negli organismi viventi con condizioni ambientali che cambiano periodicamente);

4. Movimento (fototropismo nelle piante e fototassi negli animali e nei microrganismi);

5. Visione (una delle principali funzioni di analisi degli animali);

6. Altri processi (sintesi della vitamina D nell'uomo alla luce, pigmentazione, ecc.).

La base delle biocenosi della Russia centrale, come la maggior parte degli ecosistemi terrestri, sono i produttori. Il loro uso della luce solare è limitato da una serie di fattori naturali e, prima di tutto, dalle condizioni di temperatura. A questo proposito, sono state sviluppate speciali reazioni adattative sotto forma di stratificazioni, foglie a mosaico, differenze fenologiche, ecc. In base alle loro esigenze in termini di condizioni di illuminazione, le piante sono divise in leggere o fotofile (girasole, piantaggine, pomodoro, acacia, melone), ombrosi o poco amanti della luce (erbe selvatiche, muschi) e tolleranti all'ombra (acetosella, erica, rabarbaro, lamponi, more).

Le piante costituiscono le condizioni per l'esistenza di altre specie di esseri viventi. Ecco perché la loro reazione alle condizioni di illuminazione è così importante. L'inquinamento ambientale porta a cambiamenti nell'illuminazione: una diminuzione del livello di insolazione solare, una diminuzione della quantità di radiazione fotosinteticamente attiva (PAR è la parte della radiazione solare con una lunghezza d'onda da 380 a 710 nm) e una modifica dello spettro composizione della luce. Di conseguenza, questo distrugge le cenosi in base all'arrivo della radiazione solare in determinati parametri.

Temperatura. Per gli ecosistemi naturali della nostra zona il fattore temperatura, insieme all'apporto luminoso, è decisivo per tutti i processi vitali. L'attività delle popolazioni dipende dal periodo dell'anno e dall'ora del giorno, poiché ciascuno di questi periodi ha le proprie condizioni di temperatura.

La temperatura è principalmente legata alla radiazione solare, ma in alcuni casi è determinata dall'energia proveniente da fonti geotermiche.

A temperature inferiori al punto di congelamento, una cellula vivente viene danneggiata fisicamente dai cristalli di ghiaccio risultanti e muore, mentre a temperature elevate gli enzimi vengono denaturati. La stragrande maggioranza delle piante e degli animali non può sopportare temperature corporee negative. Il limite superiore della temperatura vitale raramente supera i 40–45 °C.

Nell'intervallo compreso tra i limiti estremi, la velocità delle reazioni enzimatiche (e quindi il tasso metabolico) raddoppia ad ogni aumento di 10°C della temperatura.

Una parte significativa degli organismi è in grado di controllare (mantenere) la temperatura corporea, principalmente negli organi più vitali. Tali organismi sono chiamati omeotermico- a sangue caldo (dal greco homoios - simile, therme - calore), in contrasto con poichilotermico- a sangue freddo (dal greco poikilos - vario, mutevole, diverso), con una temperatura instabile, a seconda della temperatura ambiente.

Gli organismi poichilotermici nella stagione fredda o durante il giorno riducono il livello dei processi vitali fino all'anabiosi. Ciò riguarda principalmente piante, microrganismi, funghi e animali poichilotermici (a sangue freddo). Rimangono attive solo le specie omeotermiche (a sangue caldo). Gli organismi eterotermici, essendo allo stato inattivo, hanno una temperatura corporea non molto superiore alla temperatura dell'ambiente esterno; nello stato attivo - piuttosto alto (orsi, ricci, pipistrelli, roditori).

La termoregolazione degli animali omeotermici è assicurata da uno speciale tipo di metabolismo che avviene con il rilascio di calore nel corpo dell'animale, la presenza di coperture termoisolanti, le dimensioni, la fisiologia, ecc.

Per quanto riguarda le piante, hanno sviluppato una serie di proprietà nel processo di evoluzione:

resistenza al freddo– capacità di resistere a lungo a temperature basse positive (da O°C a +5°C);

resistenza invernale– la capacità delle specie perenni di tollerare un complesso di condizioni invernali sfavorevoli;

resistenza al gelo– capacità di resistere a lungo a temperature negative;

anabiosi– la capacità di sopportare un periodo di prolungata mancanza di fattori ambientali in uno stato di forte calo del metabolismo;

resistenza al calore– capacità di tollerare temperature elevate (oltre +38°…+40°C) senza disturbi metabolici significativi;

effimero– riduzione dell’ontogenesi (fino a 2-6 mesi) in specie che crescono in brevi periodi di condizioni di temperatura favorevoli.

In un ambiente acquatico, grazie all’elevata capacità termica dell’acqua, i cambiamenti di temperatura sono meno drammatici e le condizioni sono più stabili che sulla terraferma. È noto che nelle regioni in cui la temperatura varia notevolmente durante il giorno, così come tra le stagioni, la diversità delle specie è inferiore rispetto alle regioni con temperature giornaliere e annuali più costanti.

La temperatura, come l'intensità della luce, dipende dalla latitudine, dalla stagione, dall'ora del giorno e dall'esposizione dei pendii. Gli effetti delle temperature estreme (basse e alte) sono amplificati dai forti venti.

Il cambiamento di temperatura quando si sale nell'aria o ci si immerge in un ambiente acquatico è chiamato stratificazione della temperatura. Tipicamente in entrambi i casi si verifica una continua diminuzione della temperatura con un certo gradiente. Tuttavia, ci sono altre opzioni. Pertanto, in estate, le acque superficiali si riscaldano più di quelle profonde. A causa della significativa diminuzione della densità dell'acqua man mano che si riscalda, la sua circolazione inizia nello strato superficiale riscaldato senza mescolarsi con l'acqua più densa e fredda degli strati sottostanti. Di conseguenza, tra gli strati caldi e freddi si forma una zona intermedia con un forte gradiente di temperatura. Tutto ciò influisce sul posizionamento degli organismi viventi nell'acqua, nonché sul trasferimento e sulla dispersione delle impurità in arrivo.

Un fenomeno simile si verifica nell'atmosfera, quando gli strati d'aria raffreddati si spostano verso il basso e si trovano sotto strati caldi, cioè si verifica un'inversione di temperatura, che contribuisce all'accumulo di sostanze inquinanti nello strato superficiale dell'aria.

Alcune caratteristiche del rilievo contribuiscono all'inversione, ad esempio fosse e valli. Si verifica quando ad una certa quota sono presenti sostanze, ad esempio aerosol, riscaldate direttamente dalla radiazione solare diretta, che provocano un riscaldamento più intenso degli strati d'aria superiori.

Nell'ambiente del suolo, la stabilità (fluttuazioni) della temperatura giornaliera e stagionale dipende dalla profondità. Un notevole gradiente di temperatura (così come quello di umidità) consente agli abitanti del suolo di procurarsi un ambiente favorevole attraverso piccoli spostamenti. La presenza e l'abbondanza di organismi viventi possono influenzare la temperatura. Ad esempio, sotto la chioma di una foresta o sotto le foglie di una singola pianta, si verifica una temperatura diversa.

Precipitazioni, umidità. L’acqua è essenziale per la vita sulla Terra; in termini ecologici è unica. In condizioni geografiche quasi identiche, sulla Terra esistono sia un deserto caldo che una foresta tropicale. La differenza sta solo nella quantità annua di precipitazioni: nel primo caso 0,2–200 mm, nel secondo 900–2000 mm.

Le precipitazioni, strettamente correlate all'umidità dell'aria, sono il risultato della condensazione e della cristallizzazione del vapore acqueo negli alti strati dell'atmosfera. Rugiada e nebbia si formano nello strato d'aria terrestre e a basse temperature si osserva la cristallizzazione dell'umidità - cade il gelo.

Una delle principali funzioni fisiologiche di qualsiasi organismo è mantenere un livello sufficiente di acqua nel corpo. Nel processo di evoluzione, gli organismi hanno sviluppato vari adattamenti per ottenere e utilizzare economicamente l'acqua, nonché per sopravvivere ai periodi di siccità. Alcuni animali del deserto ottengono l'acqua dal cibo, altri attraverso l'ossidazione dei grassi tempestivamente immagazzinati (ad esempio un cammello, che da 100 g di grasso è in grado di ottenere 107 g di acqua metabolica mediante ossidazione biologica); Allo stesso tempo, hanno una permeabilità all'acqua minima del tegumento esterno del corpo e l'aridità è caratterizzata dalla caduta in uno stato di riposo con un tasso metabolico minimo.

Le piante terrestri ottengono l'acqua principalmente dal terreno. Basse precipitazioni, drenaggio rapido, evaporazione intensa o una combinazione di questi fattori portano all'essiccamento e l'umidità in eccesso porta al ristagno e al ristagno dei suoli.

Il bilancio dell'umidità dipende dalla differenza tra la quantità di precipitazioni e la quantità di acqua evaporata dalle superfici delle piante e del suolo, nonché attraverso la traspirazione]. A loro volta, i processi di evaporazione dipendono direttamente dall'umidità relativa dell'aria atmosferica. Quando l'umidità è vicina al 100%, l'evaporazione praticamente si ferma e se la temperatura scende ulteriormente, inizia il processo inverso: la condensa (si forma nebbia, cadono rugiada e brina).

Oltre a quanto notato, l'umidità dell'aria come fattore ambientale, ai suoi valori estremi (alta e bassa umidità), aumenta l'impatto (aggrava) l'effetto della temperatura sul corpo.

La saturazione dell'aria con vapore acqueo raramente raggiunge il suo valore massimo. Il deficit di umidità è la differenza tra la saturazione massima possibile e quella effettivamente esistente ad una data temperatura. Questo è uno dei parametri ambientali più importanti, poiché caratterizza due quantità contemporaneamente: temperatura e umidità. Maggiore è il deficit di umidità, più secco e caldo è e viceversa.

Il regime delle precipitazioni è il fattore più importante che determina la migrazione degli inquinanti nell'ambiente naturale e la loro lisciviazione dall'atmosfera.

In relazione al regime idrico si distinguono i seguenti gruppi ecologici di esseri viventi:

idrobionti– abitanti di ecosistemi il cui intero ciclo vitale si svolge in acqua;

igrofite– piante degli ambienti umidi (calendula palustre, nuotatrice europea, tifa a foglia larga);

igrofili– animali che vivono in parti molto umide degli ecosistemi (molluschi, anfibi, zanzare, onischi);

mesofiti– piante di habitat moderatamente umidi;

xerofite– piante di ambienti aridi (piumino, assenzio, astragalo);

xerofili– abitanti di zone aride che non tollerano l’elevata umidità (alcune specie di rettili, insetti, roditori del deserto e mammiferi);

succulente– piante degli habitat più aridi, capaci di accumulare notevoli riserve di umidità all'interno del fusto o delle foglie (cactus, aloe, agave);

sclerofite– piante di zone molto aride che possono sopportare una grave disidratazione (comune spina di cammello, saxaul, saksagyz);

effimeri ed effemeroidi- specie erbacee annuali e perenni che hanno un ciclo abbreviato, coincidente con un periodo di sufficiente umidità.

Il consumo di umidità delle piante può essere caratterizzato dai seguenti indicatori:

resistenza alla siccità– capacità di tollerare una ridotta siccità atmosferica e (o) del suolo;

resistenza all'umidità– capacità di tollerare il ristagno idrico;

coefficiente di traspirazione- la quantità di acqua spesa per la formazione di un'unità di massa secca (per cavolo bianco 500-550, per zucca - 800);

coefficiente di consumo totale di acqua- la quantità di acqua consumata dalla pianta e dal suolo per creare un'unità di biomassa (per le graminacee - 350–400 m3 di acqua per tonnellata di biomassa).

La violazione del regime idrico e l'inquinamento delle acque superficiali sono pericolosi e in alcuni casi dannosi per le cenosi. I cambiamenti nel ciclo dell’acqua nella biosfera possono portare a conseguenze imprevedibili per tutti gli organismi viventi.

Mobilità dell'ambiente. Le cause del movimento delle masse d'aria (vento) sono principalmente il riscaldamento ineguale della superficie terrestre, che causa cambiamenti di pressione, nonché la rotazione della Terra. Il vento è diretto verso l'aria più calda.

Il vento è il fattore più importante nella diffusione di umidità, semi, spore, impurità chimiche, ecc. su lunghe distanze e contribuisce sia a diminuire la concentrazione vicino alla Terra di polveri e sostanze gassose vicino al punto del loro ingresso nel atmosfera e ad un aumento delle concentrazioni di fondo nell'aria dovuto alle emissioni provenienti da fonti distanti, compreso il trasporto transfrontaliero.

Il vento accelera la traspirazione (evaporazione dell'umidità dalle parti fuori terra delle piante), il che peggiora soprattutto le condizioni di vita a bassa umidità. Inoltre, colpisce indirettamente tutti gli organismi viventi sulla terra, partecipando ai processi di agenti atmosferici ed erosione.

La mobilità nello spazio e la miscelazione delle masse d'acqua aiutano a mantenere la relativa omogeneità (omogeneità) delle caratteristiche fisiche e chimiche dei corpi idrici. La velocità media delle correnti superficiali è compresa tra 0,1 e 0,2 m/s, raggiungendo in alcuni punti 1 m/s e 3 m/s vicino alla Corrente del Golfo.

Pressione. La pressione atmosferica normale è considerata una pressione assoluta sulla superficie dell'Oceano Mondiale di 101,3 kPa, corrispondente a 760 mm Hg. Arte. o 1 atm. All'interno del globo ci sono aree costanti di alta e bassa pressione atmosferica e negli stessi punti si osservano fluttuazioni stagionali e giornaliere. All’aumentare dell’altitudine rispetto al livello dell’oceano, la pressione diminuisce, la pressione parziale dell’ossigeno diminuisce e la traspirazione nelle piante aumenta.

Periodicamente nell'atmosfera si formano zone di bassa pressione con potenti correnti d'aria che si muovono a spirale verso il centro, chiamate cicloni. Sono caratterizzati da precipitazioni elevate e tempo instabile. I fenomeni naturali opposti sono chiamati anticicloni. Sono caratterizzati da tempo stabile, venti deboli e, in alcuni casi, inversioni di temperatura. Durante gli anticicloni si verificano condizioni meteorologiche talvolta sfavorevoli che contribuiscono all'accumulo di inquinanti nello strato superficiale dell'atmosfera.

Ci sono anche pressioni atmosferiche marine e continentali.

La pressione nell'ambiente acquatico aumenta durante l'immersione. A causa della densità dell'acqua significativamente maggiore (800 volte) rispetto all'aria, per ogni 10 m di profondità in un corpo d'acqua dolce la pressione aumenta di 0,1 MPa (1 atm). La pressione assoluta sul fondo della Fossa delle Marianne supera i 110 MPa (1100 atm).

Ionizzanteradiazione. Le radiazioni ionizzanti sono radiazioni che formano coppie di ioni quando attraversano una sostanza; sfondo: radiazione creata da fonti naturali. Ha due fonti principali: la radiazione cosmica e gli isotopi radioattivi ed elementi presenti nei minerali della crosta terrestre che un tempo si formarono durante la formazione della sostanza terrestre. A causa della lunga emivita, i nuclei di molti elementi radioattivi primordiali si sono conservati fino ai giorni nostri nelle viscere della Terra. I più importanti sono il potassio-40, il torio-232, l'uranio-235 e l'uranio-238. Sotto l'influenza della radiazione cosmica, nell'atmosfera si formano costantemente nuovi nuclei di atomi radioattivi, i principali dei quali sono il carbonio-14 e il trizio.

Il fondo radiativo di un paesaggio è una delle componenti indispensabili del suo clima. Tutte le sorgenti conosciute di radiazioni ionizzanti partecipano alla formazione del fondo, ma il contributo di ciascuna di esse alla dose totale di radiazioni dipende da una specifica posizione geografica. L'uomo, in quanto abitante dell'ambiente naturale, riceve la maggior parte delle radiazioni da fonti naturali di radiazioni ed è impossibile evitarlo. Tutta la vita sulla Terra è esposta alle radiazioni provenienti dallo spazio. I paesaggi montani, a causa della loro notevole altitudine sul livello del mare, sono caratterizzati da un maggiore apporto di radiazione cosmica. I ghiacciai, agendo come uno schermo assorbente, intrappolano la radiazione proveniente dal substrato roccioso sottostante all’interno della loro massa. Sono state scoperte differenze nel contenuto di aerosol radioattivi sul mare e sulla terra. La radioattività totale dell’aria marina è centinaia e migliaia di volte inferiore a quella dell’aria continentale.

Ci sono aree sulla Terra in cui il tasso di dose di esposizione è decine di volte superiore ai valori medi, ad esempio aree di depositi di uranio e torio. Tali luoghi sono chiamati province dell'uranio e del torio. Un livello di radiazione stabile e relativamente più elevato si osserva nelle aree in cui emergono rocce granitiche.

I processi biologici che accompagnano la formazione dei suoli influenzano in modo significativo l'accumulo di sostanze radioattive in questi ultimi. Con un basso contenuto di sostanze umiche, la loro attività è debole, mentre i chernozem hanno sempre avuto un'attività specifica più elevata. È particolarmente elevato nei terreni chernozem e prativi situati vicino ai massicci granitici. A seconda del grado di aumento dell'attività specifica, i suoli possono essere organizzati approssimativamente nel seguente ordine: torba; chernozem; suoli della zona steppica e della steppa forestale; terreni che si sviluppano su graniti.

L'influenza delle fluttuazioni periodiche dell'intensità della radiazione cosmica vicino alla superficie terrestre sulla dose di radiazioni sugli organismi viventi è praticamente insignificante.

In molte aree del globo, il tasso di dose di esposizione causato dalle radiazioni dell'uranio e del torio raggiunge il livello di radiazioni che esisteva sulla Terra in tempi geologicamente prevedibili, durante i quali ebbe luogo l'evoluzione naturale degli organismi viventi. In generale, le radiazioni ionizzanti hanno un effetto più dannoso sugli organismi altamente sviluppati e complessi e gli esseri umani sono particolarmente sensibili. Alcune sostanze sono distribuite uniformemente in tutto il corpo, come il carbonio-14 o il trizio, mentre altre si accumulano in alcuni organi. Pertanto, il radio-224, -226, il piombo-210 e il polonio-210 si accumulano nel tessuto osseo. Il gas inerte radon-220, che talvolta viene rilasciato non solo dai depositi nella litosfera, ma anche dai minerali estratti dall'uomo e utilizzati come materiali da costruzione, ha un forte effetto sui polmoni. Le sostanze radioattive possono accumularsi nell'acqua, nel suolo, nei sedimenti o nell'aria se la loro velocità di rilascio supera la velocità di decadimento radioattivo. Negli organismi viventi l'accumulo di sostanze radioattive avviene quando queste entrano con il cibo.

2.2. Topografico fattori

L'influenza dei fattori abiotici dipende in gran parte dalle caratteristiche topografiche dell'area, che possono modificare notevolmente sia il clima che le caratteristiche di sviluppo del suolo. Il principale fattore topografico è l'altitudine. Con l'altitudine diminuiscono le temperature medie, aumenta la differenza di temperatura giornaliera, aumentano la quantità di precipitazioni, la velocità del vento e l'intensità delle radiazioni e la pressione diminuisce. Di conseguenza, nelle zone montuose, man mano che si sale, si osserva una zonalità verticale nella distribuzione della vegetazione, corrispondente alla sequenza dei cambiamenti delle zone latitudinali dall'equatore ai poli.

Le catene montuose possono fungere da barriere climatiche. Salendo sopra le montagne, l'aria si raffredda, il che spesso provoca precipitazioni e quindi riduce il suo contenuto di umidità assoluta. Raggiungendo poi l'altro versante della catena montuosa, l'aria secca aiuta a ridurre l'intensità della pioggia (nevicata), creando così una “ombra di pioggia”.

Le montagne possono svolgere il ruolo di fattore isolante nei processi di speciazione, poiché fungono da barriera alla migrazione degli organismi.

Un importante fattore topografico è esposizione(illuminazione) del pendio. Nell'emisfero settentrionale è più caldo sui pendii meridionali, mentre nell'emisfero meridionale è più caldo sui pendii settentrionali.

Un altro fattore importante è pendenza del pendio, influenzando il drenaggio. L'acqua scorre lungo i pendii, lavando via il terreno, riducendone lo strato. Inoltre, sotto l'influenza della gravità, il terreno scivola lentamente verso il basso, il che porta al suo accumulo alla base dei pendii. La presenza di vegetazione inibisce questi processi, tuttavia con pendenze superiori a 35° il suolo e la vegetazione sono solitamente assenti e si creano ghiaioni di materiale sciolto.

2.3. Spazio fattori

Il nostro pianeta non è isolato dai processi che si verificano nello spazio. La Terra si scontra periodicamente con asteroidi, si avvicina alle comete e viene colpita dalla polvere cosmica, dalle sostanze meteoritiche e da vari tipi di radiazioni provenienti dal Sole e dalle stelle. L'attività solare cambia ciclicamente (uno dei cicli ha un periodo di 11,4 anni).

La scienza ha accumulato molti fatti che confermano l'influenza del Cosmo sulla vita della Terra.

3. Biotico fattori

Tutti gli esseri viventi che circondano un organismo nel suo habitat costituiscono l'ambiente biotico o biota. Fattori biotici- questo è un insieme di influenze dell'attività vitale di alcuni organismi su altri.

Le relazioni tra animali, piante e microrganismi sono estremamente diverse. Innanzitutto distinguere omotipico reazioni, cioè l'interazione di individui della stessa specie, e eterotipico- rapporti tra rappresentanti di specie diverse.

I rappresentanti di ciascuna specie sono in grado di esistere in un ambiente biotico dove le connessioni con altri organismi forniscono loro condizioni di vita normali. La principale forma di manifestazione di queste connessioni sono le relazioni alimentari di organismi di varie categorie, che costituiscono la base delle catene alimentari (trofiche), delle reti e della struttura trofica del biota.

Oltre ai collegamenti alimentari, si creano anche rapporti spaziali tra organismi vegetali e animali. Come risultato dell'azione di molti fattori, varie specie non si uniscono in combinazioni arbitrarie, ma solo a condizione di adattabilità alla convivenza.

I fattori biotici si manifestano nelle relazioni biotiche.

Si distinguono le seguenti forme di relazioni biotiche.

Simbiosi(convivenza). È una forma di relazione in cui entrambi i partner o uno di loro trae vantaggio dall'altro.

Cooperazione. La cooperazione è una convivenza a lungo termine, inseparabile e reciprocamente vantaggiosa di due o più specie di organismi. Ad esempio, la relazione tra un paguro e un anemone.

Commensalismo. Il commensalismo è un'interazione tra organismi quando l'attività vitale di uno fornisce cibo (gratuito) o riparo (alloggio) a un altro. Esempi tipici sono le iene che raccolgono i resti delle prede lasciate intatte dai leoni, gli avannotti che si nascondono sotto gli ombrelli di grandi meduse, così come alcuni funghi che crescono alle radici degli alberi.

Mutualismo. Il mutualismo è una convivenza reciprocamente vantaggiosa quando la presenza di un partner diventa un prerequisito per l'esistenza di ciascuno di essi. Un esempio è la convivenza tra batteri nodulari e leguminose, che possono convivere su terreni poveri di azoto e arricchirne il terreno.

Antibiosi. Una forma di relazione in cui entrambi i partner o uno dei due subisce un'influenza negativa si chiama antibiosi.

concorrenza. Questo è l'impatto negativo degli organismi l'uno sull'altro nella lotta per il cibo, l'habitat e altre condizioni necessarie per la vita. Si manifesta più chiaramente a livello di popolazione.

Predazione. La predazione è una relazione tra predatore e preda che prevede che un organismo venga mangiato da un altro. I predatori sono animali o piante che catturano e mangiano animali come cibo. Ad esempio, i leoni mangiano ungulati erbivori, gli uccelli mangiano insetti e i pesci grandi mangiano quelli più piccoli. La predazione è sia benefica per un organismo che dannosa per un altro.

Allo stesso tempo, tutti questi organismi hanno bisogno l’uno dell’altro. Nel processo di interazione “predatore-preda” si verificano la selezione naturale e la variabilità adattativa, ovvero i processi evolutivi più importanti. In condizioni naturali, nessuna specie cerca (e non può) portare alla distruzione di un’altra. Inoltre, la scomparsa di qualsiasi “nemico” naturale (predatore) dall’habitat può contribuire all’estinzione delle sue prede.

Neutralismo. La reciproca indipendenza di specie diverse che vivono nello stesso territorio si chiama neutralismo. Ad esempio, gli scoiattoli e gli alci non competono tra loro, ma la siccità nella foresta li colpisce entrambi, anche se in misura diversa.

Recentemente è stata prestata crescente attenzione fattori antropici– la totalità degli impatti umani sull’ambiente causati dalle sue attività urbano-tecnologiche.

4. Fattori antropogenici

Lo stadio attuale della civiltà umana riflette un livello tale di conoscenza e capacità dell'umanità che il suo impatto sull'ambiente, compresi i sistemi biologici, acquisisce il carattere di una forza planetaria globale, che assegniamo a una categoria speciale di fattori: antropogenici, cioè generati. dall'attività umana. Questi includono:

Cambiamenti nel clima della Terra come risultato di processi geologici naturali, rafforzati dall'effetto serra causato dai cambiamenti nelle proprietà ottiche dell'atmosfera dovuti alle emissioni in essa principalmente di CO, CO2 e altri gas;

Littering dello spazio vicino alla Terra (ENS), le cui conseguenze non sono state ancora completamente comprese, ad eccezione del pericolo reale per i veicoli spaziali, compresi i satelliti per le comunicazioni, i luoghi sulla superficie terrestre e altri, che sono ampiamente utilizzati nei moderni sistemi di interazione tra le persone , stati e governi;

Ridurre la potenza dello schermo dell’ozono stratosferico con la formazione dei cosiddetti “buchi dell’ozono”, riducendo le capacità protettive dell’atmosfera contro l’ingresso sulla superficie terrestre di radiazioni ultraviolette dure a onde corte pericolose per gli organismi viventi;

Inquinamento chimico dell'atmosfera con sostanze che contribuiscono alla formazione di precipitazioni acide, smog fotochimico e altri composti pericolosi per gli oggetti della biosfera, compresi gli esseri umani e gli oggetti artificiali da essi creati;

Inquinamento degli oceani e modificazione delle proprietà delle acque oceaniche a causa dei prodotti petroliferi, loro saturazione con anidride carbonica nell'atmosfera, a sua volta inquinata dai veicoli a motore e dall'ingegneria termoelettrica, seppellimento di sostanze chimiche e radioattive altamente tossiche nelle acque oceaniche, ingresso di inquinanti derivanti dal deflusso dei fiumi, disturbi dell'equilibrio idrico delle zone costiere dovuti alla regolazione dei fiumi;

Depauperamento e inquinamento di tutti i tipi di fonti terrestri e di acque;

Contaminazione radioattiva di singole aree e regioni con tendenza a diffondersi sulla superficie terrestre;

Inquinamento del suolo dovuto a precipitazioni contaminate (ad esempio piogge acide), uso non ottimale di pesticidi e fertilizzanti minerali;

Cambiamenti nella geochimica dei paesaggi dovuti all'energia termica, alla ridistribuzione degli elementi tra il sottosuolo e la superficie della Terra a seguito di lavorazioni minerarie e metallurgiche (ad esempio, concentrazione di metalli pesanti) o all'estrazione in superficie di composizione anomala , acque sotterranee e salamoie altamente mineralizzate;

Il continuo accumulo di rifiuti domestici e di tutti i tipi di rifiuti solidi e liquidi sulla superficie della Terra;

Violazione dell'equilibrio ecologico globale e regionale, rapporto tra componenti ambientali nella terra costiera e nel mare;

Continua, e in alcuni luoghi aumenta, la desertificazione del pianeta, approfondimento del processo di desertificazione;

Ridurre l’area delle foreste tropicali e della taiga settentrionale, queste principali fonti di mantenimento dell’equilibrio di ossigeno del pianeta;

Come risultato di tutti i processi di cui sopra, la liberazione di nicchie ecologiche e il loro riempimento con altre specie;

Sovrappopolazione assoluta della Terra e relativa sovradensificazione demografica delle singole regioni, estrema differenziazione di povertà e ricchezza;

Deterioramento dell'ambiente di vita nelle città e nelle megalopoli sovraffollate;

L'esaurimento di molti giacimenti minerari e la graduale transizione da minerali ricchi a minerali sempre più poveri;

Crescente instabilità sociale, come conseguenza della crescente differenziazione delle parti ricche e povere della popolazione di molti paesi, del crescente livello di armamenti della loro popolazione, della criminalizzazione e dei disastri ambientali naturali.

Una diminuzione dello stato immunitario e dello stato di salute della popolazione di molti paesi del mondo, inclusa la Russia, molteplici ripetizioni di epidemie sempre più diffuse e gravi nelle loro conseguenze.

Questa non è una gamma completa di problemi, nella risoluzione di ognuno dei quali uno specialista può trovare il suo posto e la sua attività.

Il più diffuso e significativo è l'inquinamento chimico dell'ambiente con sostanze di natura chimica insolite per esso.

Il fattore fisico come inquinante dell'attività umana è un livello inaccettabile di inquinamento termico (soprattutto radioattivo).

L'inquinamento biologico dell'ambiente è rappresentato da una varietà di microrganismi, il pericolo maggiore tra cui varie malattie.

Test domande E compiti

1. Cosa sono i fattori ambientali?

2. Quali fattori ambientali sono considerati abiotici e quali sono classificati come biotici?

3. Come si chiama l'insieme degli influssi dell'attività vitale di alcuni organismi sull'attività vitale di altri?

4. Quali sono le risorse degli esseri viventi, come vengono classificate e qual è il loro significato ecologico?

5. Quali fattori dovrebbero essere considerati per primi quando si creano progetti di gestione degli ecosistemi. Perché?

Fattori ambientaliè un complesso di condizioni ambientali che influenzano gli organismi viventi. Distinguere fattori inanimati— abiotico (climatico, edafico, orografico, idrografico, chimico, pirogeno), fattori della fauna selvatica— fattori biotici (fitogeni e zoogeni) e antropici (impatto dell'attività umana). I fattori limitanti includono tutti i fattori che limitano la crescita e lo sviluppo degli organismi. L'adattamento di un organismo al suo ambiente si chiama adattamento. L'aspetto esterno di un organismo, che riflette la sua adattabilità alle condizioni ambientali, è chiamato forma di vita.

Il concetto di fattori ambientali ambientali, la loro classificazione

Le singole componenti dell'ambiente che influenzano gli organismi viventi, alle quali rispondono con reazioni adattative (adattamenti), sono chiamate fattori ambientali, o fattori ecologici. In altre parole, viene chiamato il complesso delle condizioni ambientali che influenzano la vita degli organismi fattori ambientali ambientali.

Tutti i fattori ambientali sono divisi in gruppi:

1. includere componenti e fenomeni di natura inanimata che colpiscono direttamente o indirettamente gli organismi viventi. Tra i tanti fattori abiotici, il ruolo principale è giocato da:

• climatico(radiazione solare, luce e regime luminoso, temperatura, umidità, precipitazioni, vento, pressione atmosferica, ecc.);
• edafico(struttura meccanica e composizione chimica del suolo, capacità di umidità, condizioni dell'acqua, dell'aria e termiche del suolo, acidità, umidità, composizione dei gas, livello delle acque sotterranee, ecc.);
• orografico(rilievo, esposizione dei versanti, pendenza dei versanti, dislivello, altitudine sul livello del mare);
• idrografico(trasparenza dell'acqua, fluidità, portata, temperatura, acidità, composizione dei gas, contenuto di sostanze minerali e organiche, ecc.);
• chimico(composizione gassosa dell'atmosfera, composizione salina dell'acqua);
• pirogeno(esposizione al fuoco).

2. - la totalità delle relazioni tra gli organismi viventi, nonché le loro reciproche influenze sull'habitat. L'effetto dei fattori biotici può essere non solo diretto, ma anche indiretto, espresso nell'adeguamento dei fattori abiotici (ad esempio, cambiamenti nella composizione del suolo, microclima sotto la chioma forestale, ecc.). I fattori biotici includono:

• fitogenico(l'influenza delle piante tra loro e sull'ambiente);
• zoogenico(l'influenza degli animali gli uni sugli altri e sull'ambiente).

3. riflettono l'intensa influenza degli esseri umani (direttamente) o delle attività umane (indirettamente) sull'ambiente e sugli organismi viventi. Tali fattori includono tutte le forme di attività umana e di società umana che portano a cambiamenti nella natura come habitat per altre specie e influenzano direttamente le loro vite. Ogni organismo vivente è influenzato dalla natura inanimata, da organismi di altre specie, compreso l'uomo, e a sua volta ha un impatto su ciascuna di queste componenti.

L'influenza dei fattori antropici in natura può essere conscia, accidentale o inconscia. L'uomo, arando terre vergini e incolte, crea terreni agricoli, alleva forme altamente produttive e resistenti alle malattie, diffonde alcune specie e ne distrugge altre. Queste influenze (coscienti) sono spesso negative, ad esempio il reinsediamento sconsiderato di molti animali, piante, microrganismi, la distruzione predatoria di un certo numero di specie, l'inquinamento ambientale, ecc.

I fattori ambientali biotici si manifestano attraverso le relazioni di organismi appartenenti alla stessa comunità. In natura, molte specie sono strettamente interconnesse e le loro relazioni reciproche come componenti dell’ambiente possono essere estremamente complesse. Quanto alle connessioni tra la comunità e l'ambiente inorganico circostante, esse sono sempre bidirezionali, reciproche. Pertanto, la natura della foresta dipende dal tipo di terreno corrispondente, ma il suolo stesso si forma in gran parte sotto l'influenza della foresta. Allo stesso modo, la temperatura, l'umidità e la luce nella foresta sono determinate dalla vegetazione, ma le condizioni climatiche prevalenti a loro volta influenzano la comunità degli organismi che vivono nella foresta.

Impatto dei fattori ambientali sul corpo

L'impatto dell'ambiente è percepito dagli organismi attraverso fattori ambientali chiamati ambientale. Va notato che il fattore ambientale è solo un elemento mutevole dell'ambiente, provocando negli organismi, quando cambia di nuovo, reazioni ecologiche e fisiologiche adattative che sono ereditariamente fissate nel processo di evoluzione. Si dividono in abiotici, biotici e antropogenici (Fig. 1).

Nominano l'intero insieme di fattori dell'ambiente inorganico che influenzano la vita e la distribuzione di animali e piante. Tra questi ci sono: fisico, chimico ed edafico.

Fattori fisici - quelli la cui fonte è uno stato o fenomeno fisico (meccanico, ondulatorio, ecc.). Ad esempio, la temperatura.

Fattori chimici- quelli che hanno origine dalla composizione chimica dell'ambiente. Ad esempio, la salinità dell'acqua, il contenuto di ossigeno, ecc.

Fattori edafici (o del suolo). sono un insieme di proprietà chimiche, fisiche e meccaniche dei suoli e delle rocce che influenzano sia gli organismi di cui costituiscono l'habitat, sia l'apparato radicale delle piante. Ad esempio, l'influenza dei nutrienti, dell'umidità, della struttura del suolo, del contenuto di humus, ecc. sulla crescita e lo sviluppo delle piante.

Riso. 1. Schema dell'impatto dell'habitat (ambiente) sul corpo

— fattori legati alle attività umane che influiscono sull'ambiente naturale (idrosfera, erosione del suolo, distruzione delle foreste, ecc.).

Fattori ambientali limitanti (limitanti). Si tratta di fattori che limitano lo sviluppo degli organismi a causa della mancanza o dell'eccesso di nutrienti rispetto al fabbisogno (contenuto ottimale).

Pertanto, quando si coltivano piante a temperature diverse, sarà il punto in cui si verificherà la massima crescita ottimale. Viene chiamato l'intero intervallo di temperature, dal minimo al massimo, in cui è ancora possibile la crescita range di stabilità (resistenza), O tolleranza. I punti che lo limitano, ad es. le temperature massime e minime adatte alla vita sono i limiti di stabilità. Tra la zona ottimale e i limiti di stabilità, man mano che si avvicina a quest'ultimo, la pianta sperimenta uno stress crescente, vale a dire stiamo parlando sulle zone di stress, o zone di oppressione, all'interno dell'intervallo di stabilità (Fig. 2). Man mano che ci si sposta verso il basso e verso l'alto rispetto all'ottimale, non solo lo stress si intensifica, ma quando vengono raggiunti i limiti di resistenza del corpo, si verifica la sua morte.

Riso. 2. Dipendenza dell'azione di un fattore ambientale dalla sua intensità

Pertanto, per ogni specie di pianta o animale esiste un ottimo, zone di stress e limiti di stabilità (o resistenza) in relazione a ciascun fattore ambientale. Quando il fattore è vicino ai limiti di resistenza, l'organismo può normalmente esistere solo per un breve periodo. In una gamma più ristretta di condizioni, è possibile l’esistenza e la crescita degli individui a lungo termine. In un intervallo ancora più ristretto avviene la riproduzione e la specie può esistere indefinitamente. In genere, da qualche parte nel mezzo dell'intervallo di resistenza si trovano le condizioni più favorevoli alla vita, alla crescita e alla riproduzione. Queste condizioni sono dette ottimali, in cui gli individui di una data specie sono i più adatti, cioè lasciare il maggior numero di discendenti. In pratica, è difficile identificare tali condizioni, quindi l'ottimale è solitamente determinata dai segni vitali individuali (tasso di crescita, tasso di sopravvivenza, ecc.).

Adattamento consiste nell'adattare il corpo alle condizioni ambientali.

La capacità di adattamento è una delle principali proprietà della vita in generale, garantendo la possibilità della sua esistenza, la capacità degli organismi di sopravvivere e riprodursi. Gli adattamenti si manifestano a diversi livelli: dalla biochimica delle cellule e il comportamento dei singoli organismi alla struttura e al funzionamento delle comunità e dei sistemi ecologici. Tutti gli adattamenti degli organismi all'esistenza in varie condizioni sono stati sviluppati storicamente. Di conseguenza, si sono formati raggruppamenti di piante e animali specifici per ciascuna zona geografica.

Potrebbero esserci degli adattamenti morfologico, quando la struttura di un organismo cambia fino alla formazione di una nuova specie, e fisiologico, quando si verificano cambiamenti nel funzionamento del corpo. Strettamente correlata agli adattamenti morfologici è la colorazione adattiva degli animali, la capacità di cambiarla a seconda della luce (passera, camaleonte, ecc.).

Esempi ampiamente noti di adattamento fisiologico sono il letargo invernale degli animali, le migrazioni stagionali degli uccelli.

Molto importante per gli organismi sono adattamenti comportamentali. Ad esempio, il comportamento istintivo determina l'azione degli insetti e dei vertebrati inferiori: pesci, anfibi, rettili, uccelli, ecc. Questo comportamento è geneticamente programmato ed ereditato (comportamento innato). Ciò include: il metodo per costruire un nido negli uccelli, accoppiarsi, allevare la prole, ecc.

Esiste anche un comando acquisito, ricevuto da un individuo nel corso della sua vita. Formazione scolastica(O apprendimento) - il modo principale di trasmettere il comportamento acquisito da una generazione all'altra.

La capacità di un individuo di gestire le proprie capacità cognitive per sopravvivere a cambiamenti inaspettati nel suo ambiente intelligenza. Il ruolo dell’apprendimento e dell’intelligenza nel comportamento aumenta con il miglioramento del sistema nervoso, ovvero con un aumento della corteccia cerebrale. Per gli esseri umani, questo è il meccanismo che definisce l’evoluzione. La capacità delle specie di adattarsi a una particolare gamma di fattori ambientali è denotata dal concetto mistica ecologica della specie.

L'effetto combinato di fattori ambientali sul corpo

I fattori ambientali di solito non agiscono uno alla volta, ma in modo complesso. L'effetto di un fattore dipende dalla forza dell'influenza degli altri. La combinazione di diversi fattori ha un impatto notevole sulle condizioni di vita ottimali dell'organismo (vedi Fig. 2). L'azione di un fattore non sostituisce l'azione di un altro. Tuttavia, con la complessa influenza dell'ambiente, si può spesso osservare un “effetto di sostituzione”, che si manifesta nella somiglianza dei risultati dell'influenza di diversi fattori. Pertanto, la luce non può essere sostituita da un eccesso di calore o da un'abbondanza di anidride carbonica, ma influenzando i cambiamenti di temperatura è possibile arrestare, ad esempio, la fotosintesi delle piante.

Nella complessa influenza dell'ambiente, l'impatto di vari fattori sugli organismi è disuguale. Possono essere suddivisi in principali, accompagnatori e secondari. I fattori determinanti sono diversi per i diversi organismi, anche se vivono nello stesso luogo. Il ruolo di un fattore determinante nelle diverse fasi della vita di un organismo può essere svolto dall'uno o dall'altro elemento dell'ambiente. Ad esempio, nella vita di molte piante coltivate, come i cereali, il fattore principale durante il periodo di germinazione è la temperatura, durante il periodo di fioritura e di fioritura - l'umidità del suolo e durante il periodo di maturazione - la quantità di sostanze nutritive e l'umidità dell'aria. Il ruolo del fattore principale può cambiare in diversi periodi dell'anno.

Il fattore determinante può essere diverso per la stessa specie che vive in condizioni fisiche e geografiche diverse.

Il concetto di fattori determinanti non deve essere confuso con il concetto di. Un fattore il cui livello in termini qualitativi o quantitativi (carenza o eccesso) risulta essere vicino ai limiti di sopportazione di un dato organismo, chiamato limitante. L'effetto del fattore limitante si manifesterà anche nel caso in cui altri fattori ambientali siano favorevoli o addirittura ottimali. Sia i fattori ambientali principali che quelli secondari possono agire come fattori limitanti.

Il concetto di fattori limitanti fu introdotto nel 1840 dal chimico 10. Liebig. Studiando l'influenza del contenuto di vari elementi chimici nel terreno sulla crescita delle piante, formulò il principio: "La sostanza contenuta nel minimo controlla la resa e determina la dimensione e la stabilità di quest'ultima nel tempo". Questo principio è noto come legge del minimo di Liebig.

Il fattore limitante può essere non solo una carenza, come ha sottolineato Liebig, ma anche un eccesso di fattori come ad esempio il calore, la luce e l'acqua. Come notato in precedenza, gli organismi sono caratterizzati da minimi e massimi ecologici. L'intervallo tra questi due valori è solitamente chiamato limite di stabilità o tolleranza.

In generale, la complessità dell'influenza dei fattori ambientali sul corpo si riflette nella legge di tolleranza di V. Shelford: l'assenza o l'impossibilità di prosperità è determinata da una carenza o, al contrario, da un eccesso di uno qualsiasi dei numerosi fattori, il il cui livello può essere vicino ai limiti tollerati da un dato organismo (1913). Questi due limiti sono chiamati limiti di tolleranza.

Sono stati condotti numerosi studi sull '"ecologia della tolleranza", grazie ai quali sono diventati noti i limiti dell'esistenza di molte piante e animali. Un esempio del genere è l'effetto degli inquinanti atmosferici sul corpo umano (Fig. 3).

Riso. 3. L'influenza degli inquinanti atmosferici sul corpo umano. Max: massima attività vitale; Ulteriori attività vitali consentite; Opt è la concentrazione ottimale (che non influisce sull'attività vitale) di una sostanza nociva; MPC è la concentrazione massima consentita di una sostanza che non modifica in modo significativo l'attività vitale; Anni: concentrazione letale

La concentrazione del fattore d'influenza (sostanza nociva) in Fig. 5.2 è indicato dal simbolo C. A valori di concentrazione di C = C anni, una persona morirà, ma cambiamenti irreversibili nel suo corpo si verificheranno a valori significativamente più bassi di C = C MPC. Di conseguenza l'intervallo di tolleranza è limitato proprio dal valore C MPC = C limite. Pertanto, la Cmax deve essere determinata sperimentalmente per ciascun inquinante o qualsiasi composto chimico dannoso e la sua Cmax non deve essere superata in un habitat specifico (ambiente di vita).

Nella protezione dell'ambiente, è importante limiti superiori della resistenza del corpo alle sostanze nocive.

Pertanto, la concentrazione effettiva dell'inquinante C effettivo non dovrebbe superare la concentrazione massima ammissibile C (C fact ≤ C valore massimo ammissibile = C lim).

Il valore del concetto di fattori limitanti (Clim) è che fornisce all'ecologista un punto di partenza quando studia situazioni complesse. Se un organismo è caratterizzato da un ampio range di tolleranza verso un fattore relativamente costante, ed è presente nell'ambiente in quantità moderate, è improbabile che tale fattore sia limitante. Al contrario, se è noto che un particolare organismo ha un range ristretto di tolleranza verso qualche fattore variabile, allora è questo fattore che merita uno studio attento, poiché potrebbe essere limitante.

Domanda 2. Che effetto ha la temperatura sui diversi tipi di organismi?
Qualsiasi tipo di organismo è in grado di vivere solo entro un certo intervallo di temperature, all'interno del quale le condizioni termiche sono più favorevoli alla sua esistenza e le sue funzioni vitali vengono svolte più attivamente. La temperatura influenza direttamente la velocità delle reazioni biochimiche nei corpi degli organismi viventi, che si verificano entro certi limiti. I limiti di temperatura in cui vivono abitualmente gli organismi vanno da 0 a 50°C. Ma alcuni batteri e alghe possono vivere nelle sorgenti termali a temperature di 85-87°C. Le alte temperature (fino a 80°C) sono tollerate da alcune alghe unicellulari del suolo, dai licheni crostosi e dai semi di piante. Ci sono animali e piante che possono tollerare l'esposizione a temperature molto basse, fino al completo congelamento. Quando ci avviciniamo ai confini dell'intervallo di temperatura, la velocità dei processi vitali rallenta e oltre i suoi limiti si fermano del tutto: l'organismo muore.
La maggior parte degli animali sono organismi a sangue freddo (poichilotermici): la loro temperatura corporea dipende dalla temperatura dell'ambiente. Questi sono tutti i tipi di animali invertebrati e una parte significativa di vertebrati (pesci, anfibi, rettili).
Gli uccelli e i mammiferi sono animali a sangue caldo (omeotermici). La loro temperatura corporea è relativamente costante e dipende in gran parte dal metabolismo del corpo stesso. Questi animali sviluppano anche adattamenti che consentono loro di trattenere il calore corporeo (pelo, piumaggio denso, spesso strato di tessuto adiposo sottocutaneo, ecc.).
Sulla maggior parte del territorio terrestre, la temperatura ha fluttuazioni giornaliere e stagionali chiaramente definite, che determinano determinati ritmi biologici degli organismi. Il fattore temperatura influisce anche sulla zonazione verticale della fauna e della flora.

Domanda 3: Come fanno gli animali e le piante ad ottenere l'acqua di cui hanno bisogno?
Acqua- il componente principale del citoplasma delle cellule, è uno dei fattori più importanti che influenzano la distribuzione degli organismi viventi terrestri. La mancanza di acqua porta a una serie di adattamenti nelle piante e negli animali.
Le piante estraggono l'acqua di cui hanno bisogno dal terreno utilizzando le radici. Le piante resistenti alla siccità hanno un apparato radicale profondo, cellule più piccole e una maggiore concentrazione di linfa cellulare. L'evaporazione dell'acqua viene ridotta a causa della riduzione delle foglie, della formazione di una cuticola spessa o di un rivestimento ceroso, ecc. Molte piante possono assorbire l'umidità dall'aria (licheni, epifite, cactus). Un certo numero di piante hanno una stagione di crescita molto breve (finché c'è umidità nel terreno): tulipani, erba piuma, ecc. Durante i periodi di siccità, rimangono dormienti sotto forma di germogli sotterranei - bulbi o rizomi.
Tutti gli animali terrestri necessitano di un rifornimento periodico di acqua per compensare l'inevitabile perdita di acqua dovuta all'evaporazione o all'escrezione. Molti di loro bevono acqua, altri, come gli anfibi, alcuni insetti e zecche, la assorbono attraverso il tegumento del corpo allo stato liquido o di vapore. Negli artropodi terrestri si formano coperture dense che impediscono l'evaporazione, il metabolismo viene modificato - vengono rilasciati prodotti insolubili (acido urico, guanina). Molti abitanti dei deserti e delle steppe (tartarughe, serpenti) vanno in letargo durante i periodi di siccità. Numerosi animali (insetti, cammelli) utilizzano per la loro vita l'acqua metabolica, che viene prodotta durante la scomposizione dei grassi. Molte specie animali suppliscono alla mancanza d'acqua assorbendola bevendo o mangiando (anfibi, uccelli, mammiferi).

Domanda 4. Come reagiscono gli organismi ai diversi livelli di luce?
luce del sole- la principale fonte di energia per gli organismi viventi. L'intensità della luce (illuminazione) per molti organismi è un segnale per la ristrutturazione dei processi che si verificano nel corpo, che consente loro di rispondere al meglio ai continui cambiamenti delle condizioni esterne. La luce è particolarmente importante per le piante verdi. L'effetto biologico della luce solare dipende dalle sue caratteristiche: composizione spettrale, intensità, frequenza giornaliera e stagionale.
In molti animali, le condizioni di illuminazione provocano una reazione positiva o negativa alla luce. Alcuni insetti (falene) si affollano verso la luce, altri (scarafaggi) la evitano. Il cambiamento del giorno e della notte è di grande importanza ecologica. Molti animali sono esclusivamente diurni (la maggior parte degli uccelli), altri sono esclusivamente notturni (molti piccoli roditori, pipistrelli, ecc.). Piccoli crostacei, galleggianti nella colonna d'acqua, rimangono di notte nelle acque superficiali e durante il giorno scendono in profondità, evitando la luce troppo intensa.
La parte ultravioletta dello spettro ha un'elevata attività fotochimica: nel corpo degli animali è coinvolta nella sintesi della vitamina D, questi raggi sono percepiti dagli organi visivi degli insetti.
La parte visibile dello spettro (raggi rossi e blu) garantisce il processo di fotosintesi e il colore brillante dei fiori (attirando gli impollinatori). Negli animali, la luce visibile è coinvolta nell'orientamento spaziale.
I raggi infrarossi sono una fonte di energia termica. Il calore è importante per la termoregolazione degli animali a sangue freddo (invertebrati e vertebrati inferiori). Nelle piante, la radiazione infrarossa aumenta la traspirazione, che favorisce l'assorbimento dell'anidride carbonica e il movimento dell'acqua in tutto il corpo della pianta.
Piante e animali rispondono alla relazione tra la durata dei periodi di luce e di oscurità durante un giorno o una stagione. Questo fenomeno è chiamato fotoperiodismo. Il fotoperiodismo regola i ritmi giornalieri e stagionali della vita degli organismi, ed è anche un fattore climatico che determina i cicli vitali di molte specie. Nelle piante il fotoperiodismo si manifesta nella sincronizzazione del periodo di fioritura e maturazione dei frutti con il periodo di fotosintesi più attiva; negli animali - nella coincidenza della stagione riproduttiva con abbondanza di cibo, nelle migrazioni degli uccelli, nel cambio del mantello nei mammiferi, nel letargo, nei cambiamenti nel comportamento, ecc.

Domanda 5. In che modo gli inquinanti influenzano gli organismi?
A causa dell’attività economica umana, l’ambiente è inquinato dai sottoprodotti della produzione. Tali inquinanti includono: idrogeno solforato, anidride solforosa, sali di metalli pesanti (rame, piombo, zinco, ecc.), radionuclidi, sottoprodotti della raffinazione del petrolio, ecc. Soprattutto nelle zone con un’industria sviluppata, queste sostanze possono causare la morte di organismi e stimolare lo sviluppo del processo di mutazione, che alla fine può portare a un disastro ambientale. Le sostanze nocive presenti nei corpi idrici, nel suolo e nell'atmosfera hanno un impatto negativo su piante, animali e esseri umani.
Molti inquinanti agiscono come veleni, provocando l’estinzione di intere specie vegetali o animali. Altri possono trasmettersi attraverso la catena alimentare, accumularsi nell'organismo degli organismi e causare mutazioni genetiche, la cui importanza potrà essere valutata solo in futuro. Anche la vita umana diventa impossibile in condizioni di inquinamento ambientale, perché si verificano numerosi avvelenamenti diretti con veleni e si osservano anche effetti collaterali di un ambiente inquinato (aumento delle malattie infettive, del cancro e delle malattie di vari sistemi di organi). Di norma, l'inquinamento ambientale porta ad una diminuzione della diversità delle specie e all'interruzione della stabilità delle biocenosi.