Exemple de factori de mediu abiotici. Factorii de mediu și clasificarea lor

Se disting următoarele grupe de factori abiotici (factori de natură neînsuflețită): climatici, edafogeni (sol), orografici și chimici.

I) Factori climatici: aceștia includ radiația solară, temperatura, presiunea, vântul și alte influențe ale mediului.

1) Radiația solară este un factor puternic de mediu. Se propagă în spațiu sub formă de unde electromagnetice, dintre care 48% este în partea vizibilă a spectrului, 45% este radiație infraroșie (cu o lungime de undă mare) și aproximativ 7% este radiație ultravioletă cu undă scurtă. Radiația solară este sursa primară de energie, fără de care viața pe Pământ este imposibilă. Dar, pe de altă parte, expunerea directă la lumina soarelui (în special componenta sa ultravioletă) este dăunătoare unei celule vii. Evoluția biosferei a avut ca scop reducerea intensității părții ultraviolete a spectrului și protejarea acesteia de excesul de radiație solară. Acest lucru a fost facilitat de formarea ozonului (stratul de ozon) din oxigenul eliberat de primele organisme fotosintetice.

Cantitatea totală de energie solară care ajunge pe Pământ este aproximativ constantă. Dar diferite puncte de pe suprafața pământului primesc cantități diferite de energie (datorită diferențelor de timp de iluminare, unghiurilor diferite de incidență, gradului de reflexie, transparenței atmosferei etc.)

A fost dezvăluită o strânsă legătură între activitatea solară și ritmul proceselor biologice. Cu cât mai multă activitate solară (mai multe pete pe Soare), cu atât mai multe perturbări în atmosferă, furtuni magnetice care afectează organismele vii. Un rol important îl joacă și modificarea activității solare în timpul zilei, care determină ritmurile zilnice ale organismului. La om, peste 100 de caracteristici fiziologice sunt supuse ciclului zilnic (eliberarea de hormoni, frecvența respiratorie, activitatea diferitelor glande etc.)

Radiația solară determină în mare măsură alți factori climatici.

2) Temperatura ambientală este legată de intensitatea radiației solare, în special de partea infraroșie a spectrului. Activitatea vitală a majorității organismelor se desfășoară în mod normal în intervalul de temperatură de la +5 la 40 0 ​​C. Peste +50 0 - +60 0 începe distrugerea ireversibilă a proteinei care face parte din țesuturile vii. La presiuni mari, limita superioară de temperatură poate fi mult mai mare (până la +150−200 0 C). Limita inferioară de temperatură este adesea mai puțin critică. Unele organisme vii sunt capabile să reziste la temperaturi foarte scăzute (până la -200 0 C) în stare de animație suspendată. Multe organisme din Arctica și Antarctica trăiesc în mod constant la temperaturi sub zero. Unii pești arctici au o temperatură normală a corpului de -1,7 0 C. În același timp, apa din capilarele lor înguste nu îngheață.

Dependența intensității activității vitale a majorității organismelor vii de temperatură are următoarea formă:

Fig.12. Dependența activității vitale a organismelor de temperatură

După cum se poate observa din figură, odată cu creșterea temperaturii, procesele biologice sunt accelerate (rata de reproducere și dezvoltare, cantitatea de hrană consumată). De exemplu, dezvoltarea omizilor fluture de varză la +10 0 C necesită 100 de zile, iar la +26 0 C - doar 10 zile. Dar o creștere suplimentară a temperaturii duce la o scădere bruscă a parametrilor activității vitale și moartea organismului.

În apă, intervalul de fluctuații de temperatură este mai mic decât pe uscat. Prin urmare, organismele acvatice sunt mai puțin adaptate la schimbările de temperatură decât cele terestre.

Temperatura determină adesea zonarea în biogeocenozele terestre și acvatice.

3) Umiditatea mediului este un factor important de mediu. Majoritatea organismelor vii sunt 70-80% apa - o substanta necesara pentru existenta protoplasmei. Umiditatea zonei este determinată de umiditatea aerului atmosferic, cantitatea de precipitații și zona rezervelor de apă.

Umiditatea depinde de temperatură: cu cât este mai mare, cu atât mai multă apă este de obicei conținută în aer. Straturile inferioare ale atmosferei sunt cele mai bogate în umiditate. Precipitațiile sunt rezultatul condensului vaporilor de apă. În zona temperată, distribuția precipitațiilor de-a lungul anotimpurilor este mai mult sau mai puțin uniformă, la tropice și subtropice este neuniformă. Rezerva disponibilă cu apă de suprafață depinde de sursele de apă subterană și de precipitații.

Interacțiunea temperaturii și umidității formează două climate: maritim și continental.

4) Presiunea este un alt factor climatic care este important pentru toate organismele vii. Există zone pe Pământ cu presiune constantă ridicată sau scăzută. Căderile de presiune sunt asociate cu încălzirea neuniformă a suprafeței pământului.

5) Vântul - mișcarea direcționată a maselor de aer, care este rezultatul diferențelor de presiune. Fluxul vântului este direcționat dintr-o zonă de înaltă presiune către o zonă de presiune mai scăzută. Afectează temperatura, umiditatea și mișcarea impurităților din aer.

6) Ritmurile lunare determină fluxul și refluxul la care sunt adaptate animalele marine. Ei folosesc fluxul și refluxul pentru multe procese de viață: mișcare, reproducere și așa mai departe.

II) Factorii edafogeni determină diverse caracteristici ale solului. Solul joacă un rol important în ecosistemele terestre – rolul de acumulator și de rezervă de resurse. Compoziția și proprietățile solurilor sunt puternic influențate de climă, vegetație și microorganisme. Solurile de stepă sunt mai fertile decât solurile de pădure, deoarece ierburile sunt de scurtă durată și anual o cantitate mare de materie organică intră în sol, care se descompune rapid. Ecosistemele fără soluri sunt de obicei foarte instabile. Se disting următoarele caracteristici principale ale solurilor: compoziția mecanică, capacitatea de umiditate, densitatea și permeabilitatea aerului.

Compoziția mecanică a solurilor este determinată de conținutul de particule de diferite dimensiuni din acesta. Există patru tipuri de soluri, în funcție de compoziția lor mecanică: nisip, lut nisipos, lut, argilă. Compoziția mecanică afectează direct plantele, organismele subterane și prin ele - asupra altor organisme. Capacitatea de umiditate (capacitatea de a reține umiditatea), densitatea acestora și permeabilitatea la aer a solurilor depind de compoziția mecanică.

III) Factori orografici. Acestea includ înălțimea terenului deasupra nivelului mării, relieful și locația acestuia în raport cu punctele cardinale. Factorii orografici determină în mare măsură clima unei zone date, precum și alți factori biotici și abiotici.

IV) Factori chimici. Acestea includ compoziția chimică a atmosferei (compoziția gazului aerului), litosfera și hidrosfera. Pentru organismele vii, conținutul de macro și microelemente din mediu este de mare importanță.

Macronutrientii sunt elemente necesare organismului in cantitati relativ mari. Pentru majoritatea organismelor vii, acesta este fosfor, azot, potasiu, calciu, sulf, magneziu.

Oligoelementele sunt elemente care sunt necesare organismului în cantități extrem de mici, dar fac parte din enzimele vitale. Oligoelementele sunt necesare pentru funcționarea normală a organismului. Cele mai comune oligoelemente sunt metalele, siliciul, borul și clorul.

Nu există o graniță clară între macroelemente și microelemente: ce este un microelement pentru unele organisme, pentru altul este un macroelement.

Clasificarea factorilor de mediu.

FACTORI DE MEDIU

4.1. Clasificarea factorilor de mediu.

4.2. Factori abiotici

4.3. Factori biotici

4.3. plasticitate ecologică. Conceptul de factor limitator

Din punct de vedere ecologic, mediul înconjurător reprezintă corpuri naturale și fenomene cu care organismul se află în relații directe sau indirecte.

Mediul care inconjoara corpul este caracterizat de o mare diversitate, format din multe elemente, fenomene, conditii dinamice in timp si spatiu, care sunt considerate factori.

Factorul de mediu- aceasta este orice condiție de mediu care poate avea un efect direct sau indirect asupra organismelor vii, cel puțin în timpul uneia dintre fazele dezvoltării lor individuale, sau orice condiție de mediu la care organismul se adaptează. La rândul său, organismul reacționează la factorul de mediu cu reacții adaptative specifice.

Factorii de mediu de mediu sunt împărțiți în trei categorii:

1) factori de natură neînsuflețită (abiotici);

2) factorii sălbatici (biotici);

3) antropice.

Dintre numeroasele clasificări existente ale factorilor de mediu, este recomandabil să folosiți următoarele pentru sarcinile acestui curs (Fig. 1).

Orez. 4.1. Clasificarea factorilor de mediu

Factori antropogeni- acestea sunt toate formele de activitate ale societății umane care schimbă natura ca habitat al organismelor vii sau le afectează direct viața. Alocarea factorilor antropici într-un grup separat se datorează faptului că în prezent soarta acoperirii vegetale a Pământului și a tuturor speciilor de organisme existente în prezent este practic în mâinile societății umane.

Toți factorii de mediu în cazul general pot fi grupați în două mari categorii: factori ai naturii nevii sau inerți, numiți altfel. abiotic sau abiogenși factorii faunei sălbatice - biotic sau biogene. Dar la originea lor, ambele grupuri pot fi ambele natural, și antropogenă, adică asociat cu influența umană. Uneori se disting antropicăși antropogenă factori. Primele includ doar impacturile directe ale omului asupra naturii (poluare, pescuit, combaterea dăunătorilor), iar a doua - în principal consecințe indirecte asociate cu modificările calității mediului.

Alături de cele luate în considerare, există și alte clasificări ale factorilor de mediu. Alocați factori dependentși independent de numărul și densitatea organismelor. De exemplu, factorii climatici nu depind de numărul de animale, plante, iar bolile în masă cauzate de microorganismele patogene (epidemiile) la animale sau plante sunt cu siguranță legate de numărul acestora: epidemiile apar cu contactul strâns între indivizi sau cu slăbirea lor generală datorată. la lipsa hranei, atunci când transmiterea rapidă a agentului patogen de la un individ la altul este posibilă și se pierde rezistența la agentul patogen.

Macroclimatul nu depinde de numărul de animale, iar microclimatul se poate schimba semnificativ ca urmare a activității lor vitale. Dacă, de exemplu, insectele, cu abundența lor mare în pădure, distrug majoritatea acelor sau frunzișului copacilor, atunci regimul vântului, iluminarea, temperatura, calitatea și cantitatea hranei se vor schimba aici, ceea ce va afecta starea ulterioară. generații ale acelorași animale sau ale altor animale care trăiesc aici. Creșterea în masă a insectelor atrage insecte prădători și păsări insectivore. Producția de fructe și semințe afectează populația de rozătoare murine, veverița și prădătorii săi și multe păsări care mănâncă semințe.

Putem împărți toți factorii în reglare (controlare)și reglabil (gestionat), care este, de asemenea, ușor de înțeles în legătură cu exemplele de mai sus.

Clasificarea originală a factorilor de mediu a fost propusă de A.S. Monchadsky. El a plecat de la ideea că toate reacțiile adaptative ale organismelor la anumiți factori sunt asociate cu gradul de constanță a impactului lor, sau, cu alte cuvinte, cu periodicitatea lor. În special, el a subliniat:

1. factori periodici primari(cele care se caracterizează prin periodicitatea corectă asociată cu rotația Pământului: schimbarea anotimpurilor, schimbările zilnice și sezoniere ale iluminării și temperaturii); acești factori sunt inerenți planetei noastre și viața în curs de dezvoltare a trebuit să se adapteze la ei imediat;

2. factori periodici secundari(sunt derivate din cele primare); acestea includ toți factorii fizici și mulți factori chimici, cum ar fi umiditatea, temperatura, precipitațiile, dinamica numărului de plante și animale, conținutul de gaze dizolvate în apă etc.;

3. factori neperiodici, care nu se caracterizează prin periodicitatea corectă (ciclicitatea); astfel, de exemplu, sunt factorii legați de sol sau diferitele tipuri de fenomene naturale.

Desigur, numai corpul solului în sine, solul care stă la baza acestuia, este „neperiodic”, în timp ce dinamica temperaturii, umidității și multe alte proprietăți ale solului sunt, de asemenea, asociate cu factori periodici primari.

Factorii antropogeni se referă fără ambiguitate la cei neperiodici. Printre astfel de factori de acțiune neperiodică, în primul rând, poluanții conținuti în emisiile și evacuările industriale. Organismele vii în procesul de evoluție sunt capabile să dezvolte adaptări la factori naturali periodici și neperiodici (de exemplu, hibernare, iernare etc.), iar plantele și animalele, de regulă, nu pot dobândi și fixa ereditar adaptarea corespunzătoare. Adevărat, unele nevertebrate, de exemplu, acarienii care mănâncă plante din clasa arahnidelor, care au zeci de generații pe an în condiții de sol închis, sunt capabile, cu utilizarea constantă a acelorași pesticide împotriva lor, să formeze rase rezistente la otravă. prin selectarea unor indivizi care moştenesc o astfel de rezistenţă.

Trebuie subliniat faptul că conceptul de „factor” trebuie abordat diferențiat, având în vedere că factorii pot fi atât acțiuni directe (imediate), cât și acțiuni indirecte. Diferențele dintre ele sunt că factorul de acțiune directă poate fi cuantificat, în timp ce factorii de acțiune indirectă nu. De exemplu, clima sau relieful pot fi desemnate mai ales verbal, dar ele determină regimurile factorilor de acțiune directă - umiditatea, orele de lumină, temperatura, caracteristicile fizico-chimice ale solului etc.

Factori abiotici este un set de proprietăți ale naturii neînsuflețite care sunt importante pentru organisme.

Componenta abiotică a mediului terestru este o combinație de factori climatici și sol-sol care se afectează atât unul pe celălalt, cât și ființele vii.

Temperatura

Intervalul de temperaturi existente în Univers este de 1000 de grade, iar în comparație cu acesta, limitele în care poate exista viața sunt foarte înguste (aproximativ 300 0) de la -200 0 C la +100 0 C (în izvoarele termale din fund). din Oceanul Pacific la intrarea în Bacteria au fost găsite în Golful California, pentru care temperatura optimă este de 250 0 C). Majoritatea speciilor și cea mai mare parte a activității sunt limitate la o gamă și mai restrânsă de temperaturi. Limita superioară de temperatură pentru bacteriile termale este de aproximativ 88 0 C, pentru algele albastre-verzi aproximativ 80 0 C, iar pentru cei mai rezistenți pești și insecte - aproximativ 50 0 C.

Intervalul de fluctuații de temperatură în apă este mai mic decât pe uscat, iar intervalul de toleranță la temperatură al organismelor acvatice este mai îngust decât cel al animalelor terestre. Astfel, temperatura este un factor important și foarte adesea limitativ. Temperatura creează foarte des zonarea și stratificarea în habitatele acvatice și terestre. Ușor de măsurat.

Variabilitatea temperaturii este extrem de importantă din punct de vedere ecologic. Activitatea vitală a organismelor, care în natură sunt de obicei expuse la temperaturi variabile, este parțial sau complet suprimată sau încetinită atunci când sunt expuse la o temperatură constantă.

Se știe că cantitatea de căldură incidentă pe o suprafață orizontală este direct proporțională cu sinusul unghiului soarelui deasupra orizontului. Prin urmare, în aceleași regiuni, se observă fluctuații zilnice și sezoniere ale temperaturii, iar întreaga suprafață a globului este împărțită într-un număr de centuri cu granițe condiționate. Cu cât latitudinea zonei este mai mare, cu atât unghiul de înclinare a razelor solare față de suprafața pământului este mai mare și clima este mai rece.

Radiații, lumină.

În ceea ce privește lumina, organismele se confruntă cu o dilemă: pe de o parte, efectul direct al luminii asupra protoplasmei este fatal pentru organism, pe de altă parte, lumina servește ca sursă primară de energie, fără de care viața este imposibilă. Prin urmare, multe caracteristici morfologice și comportamentale ale organismelor sunt asociate cu soluționarea acestei probleme. Evoluția biosferei în ansamblu a fost îndreptată în principal spre îmblânzirea radiației solare care intră, folosind componentele sale utile și slăbirea sau protejarea împotriva celor dăunătoare. Iluminarea joacă un rol crucial pentru toate ființele vii, iar organismele sunt adaptate fiziologic la schimbarea zilei și a nopții, la raportul dintre perioadele de întuneric și de lumină ale zilei. Aproape toate animalele au ritmuri circadiene asociate cu schimbarea zilei și a nopții. În ceea ce privește lumina, plantele sunt împărțite în iubitoare de lumină și iubitoare de umbră.

Radiația este unde electromagnetice de diferite lungimi. Lumina corespunzătoare a două regiuni ale spectrului trece cu ușurință prin atmosfera Pământului. Acestea sunt lumina vizibilă (48%) și regiunile adiacente (UV - 7%, IR - 45%), precum și undele radio cu o lungime mai mare de 1 cm. regiunea spectrului percepută de ochiul uman acoperă intervalul de lungimi de undă de la 390 la 760 nm. Razele infraroșii au o importanță primordială pentru viață, iar razele portocalii-roșii și ultraviolete joacă cel mai important rol în procesele de fotosinteză. Cantitatea de energie de radiație solară care trece prin atmosferă către suprafața Pământului este practic constantă și este estimată la aproximativ 21 * 10 23 kJ. Această valoare se numește constantă solară. Dar sosirea energiei solare în diferite puncte de pe suprafața Pământului nu este aceeași și depinde de lungimea zilei, de unghiul de incidență al razelor, de transparența aerului atmosferic etc. Prin urmare, mai des constanta solară este exprimată în numărul de jouli pe 1 cm 2 de suprafață pe unitatea de timp. Valoarea sa medie este de aproximativ 0,14 J/cm 2 în 1 s. Energia radiantă este asociată cu iluminarea suprafeței pământului, care este determinată de durata și intensitatea fluxului luminos.

Energia solară nu este doar absorbită de suprafața pământului, ci și reflectată parțial de aceasta. Modul general de temperatură și umiditate depinde de cât de mult din energia radiației solare o absoarbe suprafața.

Umiditatea aerului atmosferic

Asociat cu saturația sa cu vapori de apă. Straturile inferioare ale atmosferei (1,5 - 2,0 km.) sunt cele mai bogate în umiditate, unde este concentrată aproximativ 50% din toată umiditatea. Cantitatea de vapori de apă conținută în aer depinde de temperatura aerului. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât aerul conține mai multă umiditate. Cu toate acestea, la o anumită temperatură a aerului, există o anumită limită a saturației sale cu vapori de apă, care se numește maximă. De obicei, saturația aerului cu vapori de apă nu atinge maximul, iar diferența dintre maxim și această saturație se numește deficit de umiditate. Deficitul de umiditate este cel mai important parametru de mediu, deoarece Caracterizează două cantități simultan: temperatura și umiditatea. Cu cât deficitul de umiditate este mai mare, cu atât este mai uscat și mai cald și invers. O creștere a deficitului de umiditate în anumite segmente ale sezonului de vegetație contribuie la creșterea fructificării plantelor, iar la un număr de animale, cum ar fi insectele, duce la reproducere până la focare.

Precipitare

Precipitațiile sunt rezultatul condensului vaporilor de apă. Datorită condensului în stratul de suprafață al aerului, se formează rouă, ceață, iar la temperaturi scăzute se observă cristalizarea umidității (brătură). Datorită condensării și cristalizării vaporilor de apă în straturile superioare ale atmosferei se formează nori și precipitații. Precipitațiile sunt una dintre verigile ciclului apei de pe Pământ, iar în precipitațiile lor există o denivelare accentuată și, prin urmare, se disting zone umede (umede) și aride (uscate). Cantitatea maximă de precipitații cade în zona pădurilor tropicale (până la 2000 mm pe an), în timp ce în zonele aride - 0,18 mm. pe an (în deșertul zonei tropicale). Zone cu precipitații mai mici de 250 mm. pe an sunt considerate uscate.

Compoziția gazelor a atmosferei

Compoziția este relativ constantă și include în principal azot și oxigen, cu un amestec de CO 2 și Ar (argon). Atmosfera superioară conține ozon. Există particule solide și lichide (apă, oxizi de diferite substanțe, praf și fum). Azotul este cel mai important element biogen implicat în formarea structurilor proteice ale organismelor; oxigen - asigură procese oxidative, respirație; ozon - rol de screening în raport cu partea UV a spectrului solar. Impuritățile celor mai mici particule afectează transparența atmosferei, împiedicând trecerea luminii solare la suprafața Pământului.

Mișcarea maselor de aer (vânt).

Motivul vântului este încălzirea inegală a suprafeței pământului, asociată cu căderile de presiune. Fluxul vântului este îndreptat spre presiune mai scăzută, adică. unde aerul este mai cald. În stratul de suprafață al aerului, mișcarea maselor de aer afectează regimul de temperatură, umiditate, evaporare de la suprafața Pământului și transpirația plantelor. Vântul este un factor important în transferul și distribuția impurităților în aerul atmosferic.

Presiune atmosferică.

Presiunea normală este de 1 kPa, corespunzând la 750,1 mm. rt. Artă. Pe glob, există zone constante de înaltă și joasă presiune, iar în aceleași puncte se observă minime sezoniere și zilnice și maxime de presiune.

Prelegerea #5

Factorii ecologici ai mediului. Factori abiotici

Conceptul de factor de mediu

Clasificare

Factori abiotici

1. Modele generale de distribuție a nivelurilor și regimuri regionale ale factorilor de mediu

   Factori spațiali

   Energia radiantă a Soarelui și importanța sa pentru organisme

   Factori abiotici ai mediului terestru (temperatura, precipitatii, umiditate, miscarea maselor de aer, presiune, factori chimici, incendii)

   Factorii abiotici ai mediului acvatic (stratificarea temperaturii, transparența, salinitatea, gazele dizolvate, aciditatea)

   Factori abiotici ai acoperirii solului (compoziția litosferei, conceptele de „sol” și „fertilitate”, compoziția și structura solurilor)

   Nutrienții ca factor de mediu

1. Factorul de mediu- este orice element al mediului care poate avea un efect direct sau indirect asupra unui organism viu cel puțin la una dintre etapele dezvoltării sale individuale, sau orice condiție de mediu la care organismul răspunde cu reacții adaptative.

În cazul general, un factor este forța motrice a unui proces sau a unei stări care afectează organismul. Mediul este caracterizat de o mare varietate de factori de mediu, inclusiv cei necunoscuți încă. Fiecare organism viu de-a lungul vieții se află sub influența multor factori de mediu care diferă ca origine, calitate, cantitate, timpul de expunere, de exemplu. modul. Astfel, mediul este de fapt un set de factori de mediu care afectează organismul.

Dar dacă mediul, așa cum am spus deja, nu are caracteristici cantitative, atunci fiecare factor individual (fie că este umiditatea, temperatura, presiunea, proteinele alimentare, numărul de prădători, un compus chimic din aer etc.) este caracterizat printr-o măsură și un număr, adică poate fi măsurat în timp și spațiu (în dinamică), în comparație cu un anumit standard, supus modelării, predicției (prognozei) și în cele din urmă schimbat într-o direcție dată. Puteți gestiona doar ceea ce are o măsură și un număr.

Pentru un inginer al unei întreprinderi, un economist, un medic sanitar sau un anchetator al parchetului, cerința „protejării mediului” nu are sens. Și dacă sarcina sau condiția este exprimată într-o formă cantitativă, sub forma oricăror cantități sau inegalități (de exemplu: С i< ПДК i или M i < ПДВ i то они вполне понятны и в практическом, и в юридическом отношении. Задача предприятия - не "охранять природу", а с помощью инженерных или организационных приемов выполнить названное условие, т. е. именно таким путем управлять качеством окружающей среды, чтобы она не представляла угрозы здоровью людей. Обеспечение выполнения этих условий - задача контролирующих служб, а при невыполнении их предприятие несет ответственность.

2. Clasificarea factorilor de mediu

Orice clasificare a oricărui set este o metodă de cunoaștere sau analiză a acestuia. Obiectele și fenomenele pot fi clasificate după diverse criterii, în funcție de sarcini. Dintre numeroasele clasificări existente ale factorilor de mediu, este recomandabil să folosiți următoarele pentru sarcinile acestui curs (Fig. 1).

Toți factorii de mediu, în cazul general, pot fi grupați în două mari categorii: factori ai naturii nevii sau inerți, numiți altfel abiotici sau abiogeni, și factori ai naturii vii - biotic, sau biogene. Dar la originea lor, ambele grupuri pot fi ambele natural, și antropogenă, adică asociat cu influența umană. Uneori se disting antropicăși antropogenă factori. Primele includ doar impacturile directe ale omului asupra naturii (poluare, pescuit, combaterea dăunătorilor), iar a doua - în principal consecințe indirecte asociate cu modificările calității mediului.

Orez. 1. Clasificarea factorilor de mediu

O persoană în activitatea sa nu numai că schimbă regimurile factorilor naturali de mediu, ci creează și altele noi, de exemplu, prin sintetizarea de noi compuși chimici - pesticide, îngrășăminte, medicamente, materiale sintetice etc. Printre factorii naturii neînsuflețite se numără fizic(spațial, climatic, orografic, sol) și chimic(componente ale aerului, apei, aciditatea și alte proprietăți chimice ale solului, impurități de origine industrială). Factorii biotici sunt zoogenic(influenta animala), fitogenic(influența plantelor), microgenic(influența microorganismelor). În unele clasificări, factorii biotici includ toți factorii antropici, inclusiv cei fizici și chimici.

Alături de cele luate în considerare, există și alte clasificări ale factorilor de mediu. Alocați factori dependente şi independente de numărul şi densitatea organismelor. De exemplu, factorii climatici nu depind de numărul de animale, plante, iar bolile în masă cauzate de microorganismele patogene (epidemiile) la animale sau plante sunt cu siguranță legate de numărul acestora: epidemiile apar cu contactul strâns între indivizi sau cu slăbirea lor generală datorată. la lipsa hranei, atunci când transmiterea rapidă a agentului patogen de la un individ la altul este posibilă și se pierde rezistența la agentul patogen.

Macroclimatul nu depinde de numărul de animale, iar microclimatul se poate schimba semnificativ ca urmare a activității lor vitale. Dacă, de exemplu, insectele, cu abundența lor mare în pădure, distrug majoritatea acelor sau frunzișului copacilor, atunci regimul vântului, iluminarea, temperatura, calitatea și cantitatea hranei se vor schimba aici, ceea ce va afecta starea ulterioară. generații ale acelorași animale sau ale altor animale care trăiesc aici. Creșterea în masă a insectelor atrage insecte prădători și păsări insectivore. Producția de fructe și semințe afectează populația de rozătoare murine, veverița și prădătorii săi și multe păsări care mănâncă semințe.

Putem împărți toți factorii în reglementare(managerii) și reglabil(gestionat), care este, de asemenea, ușor de înțeles în legătură cu exemplele de mai sus.

Clasificarea originală a factorilor de mediu a fost propusă de A. S. Monchadsky. El a plecat de la ideea că toate reacțiile adaptative ale organismelor la anumiți factori sunt asociate cu gradul de constanță a impactului lor, sau, cu alte cuvinte, cu periodicitatea lor. În special, el a subliniat:

1. factori periodici primari (cei care se caracterizează prin periodicitatea corectă asociată cu rotația Pământului: schimbarea anotimpurilor, schimbările zilnice și sezoniere ale iluminării și temperaturii); acești factori sunt inerenți planetei noastre și viața în curs de dezvoltare a trebuit să se adapteze la ei imediat;

2. factori periodici secundari (sunt derivati ​​din cei primari); acestea includ toți factorii fizici și mulți factori chimici, cum ar fi umiditatea, temperatura, precipitațiile, dinamica numărului de plante și animale, conținutul de gaze dizolvate în apă etc.;

3. factori neperiodici care nu au periodicitatea corectă (ciclicitatea); astfel, de exemplu, sunt factorii legați de sol sau diferitele tipuri de fenomene naturale.

Desigur, doar corpul solului însuși și solurile subiacente sunt „neperiodice”, în timp ce dinamica temperaturii, umidității și multe alte proprietăți ale solului sunt, de asemenea, asociate cu factori periodici primari.

Factorii antropogeni se referă fără ambiguitate la cei neperiodici. Printre astfel de factori de acțiune neperiodică, în primul rând, poluanții conținuti în emisiile și evacuările industriale. Organismele vii în procesul de evoluție sunt capabile să dezvolte adaptări la factori naturali periodici și neperiodici (de exemplu, hibernare, iernare etc.), iar plantele și animalele, de regulă, nu pot dobândi și fixa ereditar adaptarea corespunzătoare. Adevărat, unele nevertebrate, de exemplu, acarienii care mănâncă plante din clasa arahnidelor, care au zeci de generații pe an în condiții de sol închis, sunt capabile, cu utilizarea constantă a acelorași pesticide împotriva lor, să formeze rase rezistente la otravă. prin selectarea unor indivizi care moştenesc o astfel de rezistenţă.

Trebuie subliniat faptul că conceptul de „factor” trebuie abordat diferențiat, având în vedere că factorii pot fi atât acțiuni directe (imediate), cât și acțiuni indirecte. Diferențele dintre ele sunt că factorul de acțiune directă poate fi cuantificat, în timp ce factorii de acțiune indirectă nu. De exemplu, clima sau relieful pot fi desemnate mai ales verbal, dar ele determină regimurile factorilor de acțiune directă - umiditatea, orele de lumină, temperatura, caracteristicile fizico-chimice ale solului etc.

3. Factori abiotici

3.1. Modele generale de distribuție a nivelurilor și regimuri regionale ale factorilor de mediu

Învelișul geografic al Pământului (ca și biosfera generală) este eterogen în spațiu, este diferențiat în teritorii care diferă unele de altele. Este împărțit succesiv în zone fizico-geografice, zone geografice, regiuni muntoase și de șes intra-zonale și subregiuni și subzone etc.

Centura fizico-geografică- aceasta este cea mai mare unitate taxonomică a învelișului geografic, constând dintr-un număr de zone geografice apropiate din punct de vedere al echilibrului termic și al regimului de umiditate.

Există, în special, centurile arctice și antarctice, subarctice și subantarctice, nordice și sudice temperate și subtropicale, subecuatoriale și ecuatoriale.

O zonă geografică (este și naturală, peisagistică) este o parte semnificativă a zonei fiziografice cu o natură specială a proceselor geomorfologice, cu tipuri speciale de climă, vegetație, soluri, floră și faună.

De exemplu, în emisfera nordică, se disting următoarele zone: gheață, tundră, pădure-tundra, taiga, păduri mixte din Câmpia Rusă, păduri musonice din Orientul Îndepărtat, silvostepă, stepă, zone deșertice temperate și subtropicale, Mediterane, etc. Zonele au în principal (deși nu întotdeauna) contururi alungite și se caracterizează prin condiții naturale similare, o anumită succesiune în funcție de poziția latitudinală. Astfel, zonarea geografică latitudinală este o schimbare naturală a proceselor fizice și geografice, componentelor și complexelor de la ecuator la poli. Este clar că vorbim în primul rând despre totalitatea factorilor care formează clima.

Zonalitatea se datorează în principal naturii distribuției energiei solare pe latitudini, adică cu o scădere a sosirii acesteia de la ecuator la poli și umezire neuniformă. Poziția privind zonalitatea anvelopei geografice (și, în consecință, a biosferei) a fost formulată de celebrul solist rus V. V. Dokuchaev.

Alături de latitudinal, există și o zonalitate verticală (sau altitudinală) tipică regiunilor muntoase, adică o modificare a vegetației, a faunei sălbatice, a solului, a condițiilor climatice, pe măsură ce te ridici de la nivelul mării, asociată în principal cu o schimbare a balanței termice: diferența de temperatură a aerului este de 0,6-1,0 °C la fiecare 100 m de înălțime.

Desigur, în natură, nu totul este atât de clar regulat: zonalitatea verticală poate fi complicată de expunerea pantei, iar latitudinale - au zone alungite în direcția submeridiană, ca, de exemplu, în lanțurile muntoase.

Cu toate acestea, în general, regimurile și dinamica celor mai importanți factori abiotici, adică clima, procesele de formare a solului, tipurile de vegetație, compoziția speciilor și dinamica populației din lumea animală etc., depind de balanța termică.

Zonalitatea geografică este inerentă nu numai continentelor, ci și Oceanului Mondial, în cadrul căruia diferite zone diferă în ceea ce privește cantitatea de radiație solară primită, bilanțele de evaporare și precipitații, temperatura apei, caracteristicile curenților de suprafață și adânci și, în consecință, lumea organismelor vii.

3.2. Factori spațiali

Biosfera, ca habitat pentru organismele vii, nu este izolată de procesele complexe ale factorilor care apar în spațiul cosmic, și nu numai în legătură directă cu Soarele. Praf cosmic, materie meteoritică cade pe Pământ. Pământul se ciocnește periodic cu asteroizi, se apropie de comete. Substanțele și undele care apar ca urmare a izbucnirilor de supernove trec prin Galaxie. Desigur, planeta noastră este cel mai strâns legată de procesele care au loc pe Soare - cu așa-numita activitate solară. Esența acestui fenomen este transformarea energiei acumulate în centurile magnetice ale Soarelui în energia de mișcare a maselor gazoase, a particulelor rapide și a radiațiilor electromagnetice de unde scurte.

Cele mai intense procese se observă în centrele de activitate, numite regiuni active, în care câmpul magnetic este întărit, apar regiuni cu luminozitate crescută, precum și așa-numitele pete solare. Eliberările de energie explozive pot avea loc în regiunile active, însoțite de ejecții de plasmă, apariția bruscă a razelor cosmice solare și o creștere a emisiilor de unde scurte și radio. Se știe că modificările nivelului activității flare sunt de natură ciclică, cu un ciclu normal de 22 de ani, deși sunt cunoscute fluctuații cu o frecvență de 4,3 până la 1850 de ani. Activitatea solară afectează o serie de procese ale vieții de pe Pământ - de la apariția epidemilor și exploziile natalității până la schimbări climatice majore. Acest lucru a fost dovedit încă din 1915 de omul de știință rus A.L. Chizhevsky, fondatorul unei noi științe - heliobiologia (din grecescul helios - Soarele), care ia în considerare impactul modificărilor activității solare asupra biosferei Pământului.

3.3. Energia radiantă a Soarelui și importanța sa pentru organisme

Energia radiației solare se propagă în spațiu sub formă de unde electromagnetice. Aproximativ 99% din acestea sunt raze cu o lungime de undă de 170-4000 nm, inclusiv 48% în partea vizibilă a spectrului cu o lungime de undă de 400-760 nm și 45% în infraroșu (lungime de undă de la 750 nm la 10 ~ 3). m) , aproximativ 7% - la ultraviolete (lungime de undă mai mică de 400 nm). În procesele de fotosinteză, cel mai important rol îl joacă radiația fotosintetic activă (380-710 nm).

Cantitatea de energie de radiație solară care vine pe Pământ (până la limita superioară a atmosferei) este aproape constantă și este estimată la 1370 W/m2. Această valoare se numește constantă solară. Cu toate acestea, sosirea energiei radiațiilor solare la suprafața Pământului în sine variază semnificativ în funcție de o serie de condiții: înălțimea Soarelui deasupra orizontului, latitudinea, condițiile atmosferice etc. Forma Pământului (geoid) este apropiată. la sferic. Prin urmare, cea mai mare cantitate de energie solară este absorbită la latitudini joase (centura ecuatorială), unde temperatura aerului de lângă suprafața pământului este de obicei mai mare decât la latitudinile mijlocii și înalte. Sosirea energiei radiațiilor solare în diferite regiuni ale globului și redistribuirea acesteia determină condițiile climatice ale acestor regiuni.

Trecând prin atmosferă, radiația solară este împrăștiată de molecule de gaz, impurități în suspensie (solide și lichide), absorbite de vapori de apă, ozon, dioxid de carbon, particule de praf. Radiația solară împrăștiată ajunge parțial la suprafața pământului. Partea sa vizibilă creează lumină în timpul zilei în absența luminii directe a soarelui, de exemplu, în nori puternici. Aportul total de căldură la suprafața Pământului depinde de suma radiațiilor directe și împrăștiate, care crește de la poli la ecuator.

Energia radiației solare nu este doar absorbită de suprafața Pământului, ci este și reflectată de aceasta sub forma unui flux de radiații cu undă lungă. Suprafețele de culoare mai deschisă reflectă lumina mai intens decât cele mai închise. Deci, zăpada pură reflectă 80-95%, poluată - 40-50, sol de cernoziom - 5-14, nisip ușor - 35-45, coronament de pădure - 10-18%. Raportul dintre radiația solară reflectată de suprafață și cea de intrare se numește albedo. Activitatea antropică afectează semnificativ factorii climatici, modificându-le regimurile. Vă puteți familiariza cu problemele globale cauzate de activitatea umană în prelegerea „Problemele globale ale omenirii” a acestui curs.

Lumina este sursa primară de energie, fără de care viața pe Pământ este imposibilă. Participă la fotosinteză, asigurând crearea de compuși organici din vegetația anorganică a Pământului, iar aceasta este cea mai importantă funcție energetică a acesteia. Dar doar o parte a spectrului în intervalul de la 380 la 760 nm este implicată în fotosinteză, care se numește regiunea radiației active fiziologic (PAR). În interiorul acestuia, pentru fotosinteză, razele roșu-portocalii (600-700 nm) și violet-albastre (400-500 nm) sunt de cea mai mare importanță, galben-verde (500-600 nm) sunt cele mai puțin importante. Acestea din urmă sunt reflectate, ceea ce conferă plantelor purtătoare de clorofilă o culoare verde. Cu toate acestea, lumina nu este doar o resursă energetică, ci și cel mai important factor de mediu care are un efect foarte semnificativ asupra biotei în ansamblu și asupra proceselor și fenomenelor de adaptare din organisme.

Dincolo de spectrul vizibil și PAR rămân regiunile infraroșu (IR) și ultraviolete (UV). Radiația UV transportă multă energie și are un efect fotochimic - organismele sunt foarte sensibile la aceasta. Radiația IR are mult mai puțină energie, este ușor absorbită de apă, dar unele organisme terestre o folosesc pentru a ridica temperatura corpului peste cea ambientală.

Intensitatea luminii este importantă pentru organisme. Plantele în raport cu iluminarea sunt împărțite în iubitoare de lumină (heliofite), iubitoare de umbră (sciofite) și tolerante la umbră.

Primele două grupuri au intervale de toleranță diferite în spectrul ecologic de iluminare. Lumina puternică a soarelui - optimul de heliofite (ierburi de luncă, cereale, buruieni etc.), iluminarea scăzută - optimul de umbră (plante din pădurile de molid taiga, pădurile de stejar de stepă, păduri tropicale). Primul nu suportă umbra, al doilea - lumina strălucitoare a soarelui.

Plantele tolerante la umbră au o gamă largă de toleranță la lumină și pot prospera atât în ​​lumină puternică, cât și în umbră.

Lumina are o valoare mare de semnal și provoacă adaptări reglatoare ale organismelor. Unul dintre cele mai fiabile semnale care reglează activitatea organismelor în timp este durata zilei - fotoperioada.

Fotoperiodismul ca fenomen este răspunsul organismului la schimbările sezoniere ale duratei zilei. Lungimea zilei într-un loc dat, într-un anumit moment al anului este întotdeauna aceeași, ceea ce permite plantei și animalului să determine la o anumită latitudine cu perioada anului, adică momentul începerii înfloririi, coacere etc. Cu alte cuvinte, fotoperioada este un fel de „releu de timp”, sau „declanșator”, care include o secvență de procese fiziologice într-un organism viu.

Fotoperiodismul nu poate fi identificat cu ritmurile zilnice externe obișnuite, datorită pur și simplu schimbării zilei și nopții. Cu toate acestea, ciclicitatea zilnică a activității vieții la animale și la oameni trece în proprietățile înnăscute ale speciei, adică devine ritmuri interne (endogene). Dar, spre deosebire de ritmurile interne inițial, durata lor poate să nu coincidă cu cifra exactă - 24 de ore - timp de 15-20 de minute, iar în acest sens, astfel de ritmuri sunt numite circadiene (în traducere - aproape de o zi).

Aceste ritmuri ajută corpul să simtă timpul, iar această abilitate se numește „ceasul biologic”. Ele ajută păsările să navigheze la soare în timpul zborurilor și, în general, orientează organismele în ritmuri mai complexe ale naturii.

Fotoperiodismul, deși este fixat ereditar, se manifestă numai în combinație cu alți factori, de exemplu, temperatura: dacă este rece în ziua X, atunci planta înflorește mai târziu, sau în cazul coacerii, dacă frigul vine mai devreme decât ziua X, apoi, să zicem, cartofii dau o recoltă scăzută etc. În zona subtropicală și tropicală, unde durata zilei variază puțin în funcție de sezon, fotoperioada nu poate servi ca un factor important de mediu - este înlocuită de alternanța anotimpurilor uscate și ploioase. , iar în zonele înalte, temperatura devine principalul factor de semnal.

La fel ca la plante, condițiile meteorologice afectează animalele poikiloterme, iar animalele homeoterme răspund la aceasta prin modificări ale comportamentului lor: momentul cuibăririi, migrației etc.

Omul a învățat să folosească fenomenele descrise mai sus. Durata orelor de lumină poate fi modificată artificial, modificând astfel momentul înfloririi în fructificarea plantelor (creșterea răsadurilor în timpul iernii și chiar a fructelor în sere), creșterea producției de ouă a găinilor etc.

Dezvoltarea faunei sălbatice în anotimpurile anului are loc în conformitate cu legea bioclimatică, care poartă numele de Hoyakins: momentul declanșării diferitelor fenomene sezoniere (fenodate) depinde de latitudinea, longitudinea zonei și înălțimea acesteia deasupra. nivelul marii. Aceasta înseamnă că, cu cât zona este mai la nord, la est și mai sus, cu atât vine primăvara mai târziu și toamna mai devreme. Pentru Europa, la fiecare grad de latitudine, cronometrarea evenimentelor sezoniere are loc după trei zile, în America de Nord - o medie de patru zile pentru fiecare grad de latitudine, cinci grade de longitudine și 120 m altitudine.

Cunoașterea fenodatelor este de mare importanță pentru planificarea diferitelor lucrări agricole în alte activități economice.

3.4. Factorii abiotici ai mediului terestru

Componenta abiotică a mediului terestru (teren) include un set de condiții climatice și de sol, adică un set de elemente care sunt dinamice în timp și spațiu, conectate între ele și care afectează organismele vii.

Caracteristicile impactului asupra biosferei din cauza factorilor cosmici și a manifestărilor activității solare sunt că suprafața planetei noastre (unde este concentrat „filmul vieții”) este, parcă, separată de Cosmos printr-un strat puternic de materie în starea gazoasă, adică atmosfera. Componenta abiotică a mediului terestru include un set de condiții climatice, hidrologice, de sol și sol, adică un set de elemente care sunt dinamice în timp și spațiu, interconectate și care afectează organismele vii. Atmosfera, ca mediu care percepe factorii cosmici și solari, are cea mai importantă funcție de formare a climei.

Efectul temperaturii asupra organismelor

Temperatura este cel mai important dintre factorii limitatori (limitatori). Limitele de toleranță pentru orice specie sunt temperaturile maxime și minime letale, dincolo de care specia este afectată fatal de căldură sau frig (Fig. 2.). În afară de unele excepții unice, toate viețuitoarele sunt capabile să trăiască la temperaturi cuprinse între 0 și 50 °C, datorită proprietăților protoplasmei celulelor.

Pe fig. 2. arată limitele de temperatură ale vieții unui grup de specii, populație. În „intervalul optim”, organismele se simt confortabil, se reproduc activ, iar populația crește. În zonele extreme ale limitei de temperatură a vieții - „activitate vitală scăzută” - organismele se simt oprimate. Cu o răcire suplimentară în „limita inferioară a rezistenței” sau o creștere a căldurii în „limita superioară a rezistenței”, organismele cad în „zona morții” și mor.

Acest exemplu ilustrează legea generală a stabilității biologice (conform lui Lamotte) aplicabilă oricăruia dintre factorii limitatori importanți. Valoarea „intervalului optim” caracterizează „valoarea” rezistenței organismelor, adică valoarea toleranței sale la acest factor sau „valența ecologică”.

Procesele de adaptare la animale în raport cu temperatura au dus la apariția animalelor poikiloterme și homeoterme. Marea majoritate a animalelor sunt poikiloterme, adică temperatura propriului corp se modifică odată cu modificarea temperaturii ambiante: amfibieni, reptile, insecte etc. O parte mult mai mică dintre animale sunt homoioterme, adică au o temperatură constantă a corpului. , independent de temperatura mediului ambiant: mamifere (inclusiv oameni) cu o temperatură corporală de 36-37 0 C și păsări cu o temperatură corporală de 40 ° C.

Orez. 2. Legea generală a stabilității biologice (după M. Lamotte)

Doar animalele homoioterme pot duce o viață activă la temperaturi sub zero. Poikilotermele, deși pot rezista la temperaturi mult sub zero, își pierd mobilitatea în același timp. O temperatură de aproximativ 40 ° C, adică chiar sub temperatura de coagulare a proteinelor, este limita pentru majoritatea animalelor.

Temperatura joacă un rol important în viața plantelor. Odată cu creșterea temperaturii cu 10 ° C, intensitatea fotosintezei se dublează, dar numai până la 30-35 ° C, apoi intensitatea ei scade, iar la 40-45 ° C, fotosinteza se oprește cu totul. La 50 °C, majoritatea plantelor terestre mor, ceea ce este asociat cu intensificarea respirației plantelor cu creșterea temperaturii, iar apoi terminarea acesteia la 50 0 °C.

Temperatura afectează, de asemenea, cursul nutriției rădăcinilor la plante: acest proces este posibil numai dacă temperatura solului din zonele de aspirare este cu câteva grade mai mică decât temperatura părții solului a plantei. Încălcarea acestui echilibru implică inhibarea activității vitale a plantelor și chiar moartea acesteia. Sunt cunoscute adaptări morfologice ale plantelor la temperaturi scăzute, așa-numitele forme de viață ale plantelor, de exemplu, epifite, fanerofite etc.

Adaptări morfologice la condițiile de temperatură ale vieții și, mai ales, se observă și la animale. Fermele de viață ale animalelor dintr-o specie, de exemplu, se pot forma sub influența temperaturilor scăzute, de la -20 la -40 0 C, la care sunt forțate să acumuleze nutrienți și să crească greutatea corporală: dintre toți tigrii, tigrul Amur este cel mai mare, trăind în condițiile cele mai nordice și dure. Acest model se numește regula lui Bergman: la animalele cu sânge cald, dimensiunea corporală a indivizilor este, în medie, mai mare la populațiile care trăiesc în părțile mai reci din aria de distribuție a speciei.

Dar în viața animalelor, adaptările fiziologice sunt mult mai importante, dintre care cea mai simplă este aclimatizarea - o adaptare fiziologică pentru a îndura căldura sau frigul. De exemplu, lupta împotriva supraîncălzirii prin creșterea evaporării, lupta împotriva răcirii la animalele poikiloterme prin deshidratarea parțială a organismului sau acumularea de substanțe speciale care scad punctul de îngheț, la animalele homeoterme - din cauza unei modificări a metabolismului.

Există, de asemenea, forme mai radicale de protecție împotriva frigului - migrație către climă mai caldă (zborul păsărilor; caprisele de mare altitudine se deplasează la altitudini mai joase pentru iarnă etc.), iernarea - căderea în hibernare pentru perioada de iarnă (marmotă, veveriță, urs brun, șoareci zburători: sunt capabili să-și scadă temperatura corpului până aproape de zero, încetinind metabolismul și astfel risipa de nutrienți).

Introducere

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

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

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

Factori antropogeni (exemple):

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

Concluzie

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

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

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

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

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

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

Factori biotici (exemple):

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

Concluzie

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

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

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

Factori abiotici: exemple

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

Concluzie

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

Rezultat

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

Impactul factorilor de mediu asupra organismelor vii în mod individual și asupra comunității în ansamblu are mai multe fațete. La evaluarea influenței unuia sau altuia factor de mediu, este important să se caracterizeze intensitatea acțiunii sale asupra materiei vii: în condiții favorabile, se vorbește despre un factor optim, iar cu un exces sau deficiență, un factor limitator.

Temperatura. Majoritatea speciilor sunt adaptate la o gamă destul de restrânsă de temperaturi. Unele organisme, în special în stadiul de repaus, sunt capabile să existe la temperaturi foarte scăzute. De exemplu, sporii microorganismelor pot rezista la răcire până la -200 °C. Anumite tipuri de bacterii și alge pot trăi și se pot multiplica în izvoarele termale la temperaturi de la +80 la -88 °C. Intervalul de fluctuații de temperatură în apă este mult mai mic decât pe uscat, iar limitele de rezistență la fluctuațiile de temperatură la organismele acvatice sunt mai înguste decât la cele terestre. Cu toate acestea, atât pentru locuitorii acvatici, cât și pentru cei terestre, temperatura optimă este în intervalul de la +15 la +30 ° С.

Există organisme cu temperatură instabilă a corpului - poikiloterme (din greacă. poikilos- diferit, schimbător și terma- căldură) și organisme cu o temperatură constantă a corpului - homoioterme (din greacă. homoios- asemănătoare şi terma- cald). Temperatura corpului organismelor poikiloterme depinde de temperatura mediului ambiant. Creșterea lui determină în ei o intensificare a proceselor vitale și, în anumite limite, o accelerare a dezvoltării.

Temperatura nu este constantă în natură. Organismele care sunt în mod normal expuse la fluctuațiile sezoniere de temperatură care apar în zonele temperate sunt mai puțin capabile să tolereze temperaturile constante. Fluctuațiile bruște ale temperaturii - înghețuri severe sau căldură - sunt, de asemenea, nefavorabile organismelor. Există multe dispozitive pentru a face față răcirii sau supraîncălzirii. Odată cu debutul iernii, plantele și animalele poikiloterme cad într-o stare de repaus de iarnă. Intensitatea metabolismului este redusă brusc, o mulțime de grăsimi și carbohidrați sunt stocate în țesuturi. Cantitatea de apă din celule scade, zaharurile și glicerina se acumulează, prevenind înghețarea. În sezonul cald sunt activate mecanisme fiziologice care protejează împotriva supraîncălzirii. La plante, evaporarea apei prin stomate crește, ceea ce duce la scăderea temperaturii frunzelor. La animalele aflate în aceste condiții crește și evaporarea apei prin sistemul respirator și tegumentele pielii. În plus, animalele poikiloterme evită supraîncălzirea prin comportament adaptativ: ele aleg habitate cu cel mai favorabil microclimat, se ascund în vizuini sau sub pietre în perioada fierbinte a zilei, sunt active în anumite momente ale zilei și așa mai departe.

Astfel, temperatura ambientală este un factor important și adesea limitator de viață.

Animalele homoiotermale - păsările și mamiferele - sunt mult mai puțin dependente de condițiile de temperatură ale mediului. Modificările aromorfe ale structurii au permis acestor două clase să rămână active la scăderi foarte puternice de temperatură și să stăpânească aproape toate habitatele.

Efectul deprimant al temperaturilor scăzute asupra organismelor este intensificat de vânturile puternice.

Ușoară. Lumina sub formă de radiație solară asigură toate procesele de viață de pe Pământ (Fig. 25.4). Pentru organisme, lungimea de undă a radiației percepute, intensitatea acesteia și durata expunerii (lungimea zilei sau fotoperioada) sunt importante. Razele ultraviolete cu o lungime de undă mai mare de 0,3 microni reprezintă aproximativ 40% din energia radiantă care ajunge la suprafața pământului. În doze mici, sunt necesare pentru animale și oameni. Sub influența lor, în organism se formează vitamina D. Insectele disting vizual razele ultraviolete și le folosesc pentru a naviga pe teren pe vreme înnorată. Lumina vizibilă cu o lungime de undă de 0,4-0,75 microni are cel mai mare efect asupra corpului. Energia luminii vizibile este de aproximativ 45% din cantitatea totală de energie radiantă incidentă pe Pământ. Lumina vizibilă este cel mai puțin atenuată atunci când trece prin nori denși și apă. Prin urmare, fotosinteza poate avea loc atât pe vreme înnorată, cât și sub un strat de apă de o anumită grosime. Dar totuși, doar 0,1 până la 1% din energia solară primită este cheltuită pentru sinteza biomasei.

Orez. 25.4.

În funcție de condițiile de habitat, plantele se adaptează la umbră - plante tolerante la umbră sau, dimpotrivă, la soarele strălucitor - plante iubitoare de lumină. Ultimul grup include cerealele.

Un rol extrem de important în reglarea activității organismelor vii și a dezvoltării lor îl joacă durata expunerii la lumină - fotoperioada. În zonele temperate, deasupra și sub ecuator, ciclul de dezvoltare a plantelor și animalelor este cronometrat în funcție de anotimpurile anului și pregătirea pentru condițiile de temperatură în schimbare se realizează pe baza unui semnal de lungime a zilei, care, spre deosebire de alți factori sezonieri , este întotdeauna același într-un anumit moment al anului într-un anumit loc. Fotoperioada este, așa cum ar fi, un mecanism de declanșare care activează secvențial procesele fiziologice care duc la creșterea, înflorirea plantelor primăvara, fructificarea vara și căderea frunzelor toamna, precum și la năpârlirea și acumularea de grăsime, migrația și reproducerea la păsări și mamifere și debutul fazei de repaus la insecte.

Pe lângă schimbările sezoniere, schimbarea zilei și a nopții determină ritmul zilnic de activitate atât al organismelor întregi, cât și al proceselor fiziologice. Capacitatea organismelor de a simți timpul, prezența unui „ceas biologic” în ele, este o adaptare importantă care asigură supraviețuirea unui individ în anumite condiții de mediu.

Radiația infraroșie reprezintă 45% din cantitatea totală de energie radiantă incidentă pe Pământ. Razele infraroșii cresc temperatura țesuturilor vegetale și animale, sunt bine absorbite de obiectele neînsuflețite, inclusiv de apă.

Pentru productivitatea plantelor, de ex. formarea materiei organice, cel mai important indicator este radiatia solara directa totala primita pe perioade lungi de timp (luni, ani).

Umiditate. Apa este o componentă necesară a celulei, prin urmare cantitatea ei în anumite habitate servește ca factor limitativ pentru plante și animale și determină natura florei și faunei dintr-o anumită zonă. Excesul de apă în sol duce la dezvoltarea vegetației de mlaștină. În funcție de umiditatea solului (și de precipitațiile anuale), compoziția speciilor a comunităților de plante se modifică. Cu o precipitații anuale de 250 mm sau mai puțin, se dezvoltă un peisaj deșert. Distribuția neuniformă a precipitațiilor de-a lungul anotimpurilor este, de asemenea, un factor limitator important pentru organisme. În acest caz, plantele și animalele trebuie să suporte secete lungi. Într-o perioadă scurtă de umiditate ridicată a solului, are loc acumularea producției primare pentru comunitate în ansamblu. El determină mărimea rezervei anuale de hrană pentru animale și saprofagi (din greacă. sapros- putred și fagos- devorator) - organisme care descompun reziduurile organice.

În natură, de regulă, există fluctuații zilnice ale umidității aerului, care, împreună cu lumina și temperatura, reglează activitatea organismelor. Umiditatea ca factor de mediu este important, deoarece modifică efectul temperaturii. Temperatura are un efect mai pronunțat asupra corpului dacă umiditatea este foarte ridicată sau scăzută. In acelasi fel, rolul umiditatii creste daca temperatura se apropie de limitele rezistentei speciei. Speciile de plante și animale care trăiesc în zone cu umiditate insuficientă, în proces de selecție naturală, s-au adaptat eficient la condițiile nefavorabile de ariditate. La astfel de plante, sistemul radicular este puternic dezvoltat, presiunea osmotică a sevei celulare este crescută, ceea ce contribuie la reținerea apei în țesuturi, cuticula frunzei este îngroșată, iar lama frunzei este mult redusă sau transformată în țepi. La unele plante (saxaul), frunzele se pierd, iar fotosinteza este realizată de tulpini verzi. În absența apei, creșterea plantelor din deșert încetează, în timp ce plantele iubitoare de umiditate se ofilesc și mor în astfel de condiții. Cactușii sunt capabili să stocheze o cantitate mare de apă în țesuturile lor și să o folosească cu moderație. O adaptare similară a fost găsită în epurele deșertului african, care este un exemplu de evoluție paralelă a grupurilor neînrudite în condiții de mediu similare.

Animalele din deșert au, de asemenea, o serie de adaptări fiziologice pentru a tolera lipsa de apă. Animalele mici - rozătoare, reptile, artropode - extrag apa din alimente. Sursa de apă este și grăsimea, care se acumulează în cantități mari la unele animale (cocoașa unei cămile). În sezonul cald, multe animale (rozătoare, țestoase) hibernează, ținând câteva luni.

Radiații ionizante. Radiațiile cu energie foarte mare, care pot duce la formarea de perechi de ioni pozitivi și negativi, se numesc ionizante. Sursa sa o constituie substanțele radioactive conținute în roci; în plus, vine din spațiul cosmic.

Intensitatea radiațiilor ionizante în mediu a crescut semnificativ ca urmare a utilizării umane a energiei atomice. Testarea armelor nucleare, centralele nucleare, generarea lor de combustibil și eliminarea deșeurilor, cercetarea medicală și alte utilizări pașnice ale energiei nucleare creează „puncte fierbinți” locale și generează deșeuri care sunt adesea eliberate în mediu în timpul transportului sau depozitării.

Dintre cele trei tipuri de radiații ionizante care au o mare importanță ecologică, două sunt radiații corpusculare (particule alfa și beta), iar al treilea este electromagnetic (radiația gamma și radiația cu raze X în apropierea acesteia).

Radiația corpusculară constă dintr-un flux de particule atomice sau subatomice care își transferă energia la orice se ciocnesc. Radiația alfa este nuclee de heliu, sunt uriașe în comparație cu alte particule, dimensiuni. Lungimea alergării lor în aer este de doar câțiva centimetri. Radiația beta este electroni rapizi. Dimensiunile lor sunt mult mai mici, lungimea căii în aer este de câțiva metri, iar în țesuturile unui organism animal sau vegetal - câțiva centimetri. În ceea ce privește radiația electromagnetică ionizantă, aceasta este similară cu lumina, doar că lungimea de undă a acesteia este mult mai mică. Călătorește pe distanțe lungi în aer și pătrunde cu ușurință în materie, eliberându-și energia pe un traseu lung. Radiațiile gamma, de exemplu, pătrund ușor în țesuturile vii; această radiație poate trece prin corp fără niciun efect sau poate provoca ionizare pe o distanță lungă. Biologii se referă adesea la substanțele radioactive care emit radiații alfa și beta drept „emițători interni”, deoarece au cel mai mare efect atunci când sunt absorbite, ingerate sau plasate în alt mod în interiorul corpului. Substanțele radioactive care emit predominant radiații gamma sunt denumite „emițători externi”, deoarece această radiație penetrantă poate avea un efect atunci când sursa sa este în afara corpului.

Radiațiile cosmice și ionizante emise de substanțele radioactive naturale conținute în apă și sol formează așa-numita radiație de fond, la care sunt adaptate animalele și plantele existente. În diferite părți ale biosferei, fundalul natural variază de 3-4 ori. Cea mai scăzută intensitate se observă în apropierea suprafeței mării, iar cea mai mare la altitudini mari în munții formați din roci de granit. Intensitatea radiației cosmice crește odată cu înălțimea deasupra nivelului mării, iar rocile de granit conțin mai mulți radionuclizi naturali decât rocile sedimentare.

În general, radiațiile ionizante au cel mai distructiv efect asupra organismelor mai dezvoltate și mai complexe, iar omul este deosebit de sensibil.

Dozele mari primite de organism într-un timp scurt (minute sau ore) se numesc doze acute, spre deosebire de dozele cronice pe care organismul le-ar putea tolera pe tot parcursul ciclului său de viață. Impactul dozelor cronice mici este mai dificil de măsurat, deoarece pot provoca efecte genetice și somatice pe termen lung. Orice creștere a nivelului de radiații în mediu deasupra fundalului sau chiar un fond natural ridicat poate crește frecvența mutațiilor dăunătoare.

La plantele superioare, sensibilitatea la radiațiile ionizante este direct proporțională cu dimensiunea nucleului celular. La animalele superioare, nu a fost găsită o astfel de relație simplă sau directă între sensibilitate și structura celulară; pentru ei, sensibilitatea sistemelor individuale de organe este mai importantă. Astfel, mamiferele sunt foarte sensibile chiar și la doze mici datorită lezării ușoare a țesutului hematopoietic care se divide rapid - măduva osoasă - prin iradiere. Tractul digestiv este, de asemenea, sensibil, iar deteriorarea celulelor nervoase care nu se divid este observată numai la niveluri ridicate de radiații.

Când sunt eliberați în mediu, radionuclizii se dispersează și se diluează, dar se pot acumula în organismele vii în diferite moduri, pe măsură ce se deplasează de-a lungul lanțului trofic. Substanțele radioactive se pot acumula și în apă, sol, sedimente sau aer dacă rata de intrare depășește rata dezintegrarii radioactive naturale.

contaminanți. Condițiile vieții umane și stabilitatea biogeocenozelor naturale s-au deteriorat rapid în ultimele decenii din cauza poluării mediului cu substanțe generate ca urmare a activităților sale de producție. Aceste substanțe pot fi împărțite în două grupe: compuși naturali care sunt produse reziduale ale proceselor tehnologice și compuși artificiali care nu se găsesc în natură.

Prima grupă include dioxid de sulf (producția de topire a cuprului), dioxid de carbon (centrale termice), oxizi de azot, carbon, hidrocarburi, compuși ai cuprului, zincului și mercurului etc., îngrășăminte minerale (în principal nitrați și fosfați).

Al doilea grup include substanțe artificiale care au proprietăți speciale care satisfac nevoile umane: pesticidele (din lat. pestis- infecție, distrugere și cido- ucide) folosit pentru combaterea dăunătorilor animalelor din culturile agricole, antibiotice utilizate în medicină și medicina veterinară pentru tratamentul bolilor infecțioase. Pesticidele includ insecticide (de la lat. insecta- insecte și cido- ucide) - mijloace pentru combaterea insectelor dăunătoare și erbicidelor (din lat. herba- iarbă, plantă și cido- ucide) - înseamnă pentru combaterea buruienilor.

Toate au o anumită toxicitate (otrăvire) pentru oameni. În același timp, aceștia servesc ca factori de mediu abiotici antropici care au un impact semnificativ asupra compoziției speciilor a biogeocenozelor. Această influență se exprimă într-o modificare a proprietăților solului (acidificarea, trecerea elementelor toxice la o stare solubilă, tulburări structurale, sărăcirea compoziției sale în specii); modificări ale proprietăților apei (mineralizare crescută, conținut crescut de nitrați și fosfați, acidificare, saturație cu agenți tensioactivi); o modificare a raportului elementelor din sol și apă, ceea ce duce la o deteriorare a condițiilor de dezvoltare a plantelor și animalelor.

Astfel de modificări servesc ca factori de selecție, în urma cărora se formează noi comunități de plante și animale cu o compoziție de specii epuizată.

Modificările factorilor de mediu în ceea ce privește efectul lor asupra organismelor pot fi: 1) regulat-periodice, de exemplu, în legătură cu momentul zilei, anotimpul anului sau ritmul mareelor ​​din ocean; 2) neregulate, de exemplu, schimbări ale condițiilor meteo în diferiți ani, dezastre (furtuni, averse, alunecări de teren etc.); 3) dirijate: în caz de răcire sau încălzire a climei, de creștere excesivă a rezervoarelor etc. Populațiile de organisme care trăiesc într-un anumit mediu se adaptează la această variabilitate prin selecție naturală. Ei dezvoltă anumite trăsături morfologice și fiziologice care le permit să existe în aceste condiții de mediu și nu în alte condiții. Pentru fiecare factor care influențează organismul, există o forță de influență favorabilă, numită zona optimă a factorului ecologic sau pur și simplu optimul acestuia. Pentru organismele din această specie, abaterea de la intensitatea optimă a acțiunii factorului (scădere sau creștere) deprimă activitatea vitală. Granițele dincolo de care are loc moartea organismului se numesc limitele superioare și inferioare ale rezistenței (Fig. 25.5).

Orez. 25.5. Intensitatea acțiunii factorilor de mediu

Puncte de ancorare

• Majoritatea speciilor de organisme sunt adaptate la viață într-un interval restrâns de temperaturi; valorile optime ale temperaturii sunt de la +15 la +30 °С.
• Lumina sub formă de radiație solară asigură toate procesele de viață de pe Pământ.
• Radiațiile cosmice și ionizante emise de substanțele radioactive naturale formează radiația „de fond” la care sunt adaptate plantele și animalele existente.
• Poluanții, având un efect toxic asupra organismelor vii, sărăcesc compoziția speciei a biocenozelor.

Întrebări și sarcini pentru repetare

• 1. Care sunt factorii de mediu abiotici?
• 2. Ce adaptări au plantele și animalele la modificările temperaturii mediului?
• 3. Indicați care parte din spectrul de radiații vizibile al Soarelui este absorbită cel mai activ de clorofila plantelor verzi?
• 4. Povestește-ne despre adaptările organismelor vii la lipsa apei.
• 5. Descrieți efectul diferitelor tipuri de radiații ionizante asupra organismelor animale și vegetale.
• 6. Care este impactul poluanților asupra stării biogeocenozelor?