Faktori okoline i njihova klasifikacija. Najvažniji abiotički faktori i prilagođavanje živih organizama na njih

Razlikuju se sljedeće grupe abiotičkih faktora (faktora nežive prirode): klimatski, edafogeni (tlo), orografski i hemijski.

I) Klimatski faktori: to su sunčevo zračenje, temperatura, pritisak, vjetar i neki drugi utjecaji okoline.

1) Sunčevo zračenje je snažan ekološki faktor. U svemiru se širi u obliku elektromagnetnih talasa, od kojih je 48% u vidljivom delu spektra, 45% u infracrvenom zračenju (duga talasna dužina) i oko 7% u kratkotalasnom ultraljubičastom zračenju. Sunčevo zračenje je primarni izvor energije, bez kojeg je život na Zemlji nemoguć. Ali na drugi način, direktnog uticaja Sunčeva svjetlost (naročito njena ultraljubičasta komponenta) je štetna za žive ćelije. Evolucija biosfere bila je usmjerena na smanjenje intenziteta ultraljubičastog dijela spektra i zaštitu od viška sunčevog zračenja. To je bilo olakšano stvaranjem ozona (ozonskog omotača) iz kisika koji su oslobodili prvi fotosintetski organizmi.

Ukupna količina sunčeve energije koja stiže do Zemlje je približno konstantna. Ali različite tačke na zemljinoj površini primaju različite količine energije (zbog razlika u vremenu osvjetljenja, različitim uglovima upada, stepenu refleksije, transparentnosti atmosfere, itd.)

Otkrivena je bliska veza između sunčeve aktivnosti i ritma bioloških procesa. Što je veća solarna aktivnost (više sunčevih pjega), to je više poremećaja u atmosferi, magnetne oluje utiču na žive organizme. Važnu ulogu igra i promjena sunčeve aktivnosti tokom dana, koja određuje cirkadijalne ritmove tijela. Kod ljudi dnevnom ciklusu podliježe više od 100 fizioloških karakteristika (oslobađanje hormona, brzina disanja, funkcioniranje različitih žlijezda itd.)

Sunčevo zračenje u velikoj mjeri određuje druge klimatske faktore.

2) Temperatura okoline je povezana sa intenzitetom sunčevog zračenja, posebno infracrvenog dijela spektra. Životna aktivnost većine organizama odvija se normalno u temperaturnom rasponu od +5 do 40 0 ​​C. Iznad +50 0 − +60 0 počinje nepovratno uništavanje proteina koji je dio živih tkiva. At visoki pritisci gornja granica temperature može biti mnogo viša (do +150−200 0 C). Donja temperaturna granica je često manje kritična. Neki živi organizmi su u stanju da izdrže vrlo niske temperature (do -200 0 C) u stanju suspendirane animacije. Mnogi organizmi na Arktiku i Antarktiku stalno žive na temperaturama ispod nule. U nekim arktičkim ribama normalna temperatura tijelo je -1,7 0 C. Istovremeno, voda u njihovim uskim kapilarama se ne smrzava.

Ovisnost intenziteta vitalne aktivnosti većine živih organizama o temperaturi ima sljedeći oblik:

Slika 12. Ovisnost vitalne aktivnosti organizama o temperaturi

Kao što se može vidjeti sa slike, kako temperatura raste, biološki procesi se ubrzavaju (brzina reprodukcije i razvoja, količina konzumirane hrane). Na primjer, za razvoj gusjenica leptira kupusa na +10 0 C potrebno je 100 dana, a na +26 0 C - samo 10 dana. Ali dalje povećanje temperature dovodi do nagli pad vitalnih parametara i smrti organizma.

U vodi je raspon temperaturnih fluktuacija manji nego na kopnu. Stoga su vodeni organizmi manje prilagođeni promjenama temperature od kopnenih.

Temperatura često određuje zonalnost u kopnenim i vodenim biogeocenozama.

3) Vlažnost okoline je važan faktor životne sredine. Većina živih organizama sastoji se od 70-80% vode, supstance neophodne za postojanje protoplazme. Vlažnost prostora određena je vlažnošću atmosferskog zraka, količinom padavina i površinom zaliha vode.

Vlažnost zraka ovisi o temperaturi: što je viša, to se obično više vode nalazi u zraku. Niži slojevi atmosfere su najbogatiji vlagom. Padavine su rezultat kondenzacije vodene pare. U umjerenom klimatskom pojasu, raspodjela padavina po sezoni je manje-više ujednačena, u tropima i suptropima neujednačena. Dostupna zaliha površinske vode zavisi od podzemnih izvora i padavina.

Interakcija temperature i vlage stvara dvije klime: maritimnu i kontinentalnu.

4) Pritisak je još jedan klimatski faktor koji je važan za sve žive organizme. Na Zemlji postoje područja sa trajno visokim ili niskim pritiskom. Padovi pritiska su povezani sa nejednakim zagrijavanjem zemljine površine.

5) Vjetar je usmjereno kretanje zračnih masa koje je rezultat razlika u tlaku. Tok vjetra je usmjeren iz područja sa visokim pritiskom u područje sa nižim pritiskom. Utiče na temperaturu, vlažnost i kretanje nečistoća u zraku.

6) Lunarni ritmovi određuju oseke i oseke, na koje su morske životinje prilagođene. Oni koriste oseke i oseke za mnoge životne procese: kretanje, reprodukciju itd.

ii) Edafogeni faktori određuju različite karakteristike tla. Tlo igra važnu ulogu u kopnenim ekosistemima – ulogu rezervoara i rezerve resursa. Na sastav i svojstva tla snažno utiču klima, vegetacija i mikroorganizmi. Stepska tla su plodnija od šumskih, jer su trave kratkotrajne i svake godine u tlo ulazi velika količina organske tvari koja se brzo raspada. Ekosistemi bez tla su obično vrlo nestabilni. Razlikuju se sljedeće glavne karakteristike tla: mehanički sastav, kapacitet vlage, gustina i propusnost zraka.

Mehanički sastav tla određen je sadržajem čestica različitih veličina u njemu. Postoje četiri vrste tla, u zavisnosti od njihovog mehaničkog sastava: pesak, peskovita ilovača, ilovača, glina. Mehanički sastav direktno utiče na biljke, podzemne organizme, a preko njih i na druge organizme. Kapacitet vlage (sposobnost zadržavanja vlage), njihova gustina i zračna propusnost tla zavise od mehaničkog sastava.

III) Orografski faktori. To uključuje visinu područja iznad razine mora, njegov reljef i položaj u odnosu na kardinalne točke. Orografski faktori u velikoj meri određuju klimu datog područja, kao i drugi biotički i abiotički faktori.

IV) Hemijski faktori. To uključuje hemijski sastav atmosfere (gasni sastav vazduha), litosferu i hidrosferu. Za žive organizme od velike je važnosti sadržaj makro- i mikroelemenata u životnoj sredini.

Makroelementi su elementi potrebni organizmu u relativno velikim količinama. Za većinu živih organizama to su fosfor, azot, kalijum, kalcijum, sumpor, magnezijum.

Mikroelementi su elementi potrebni organizmu u izuzetno malim količinama, ali su dio vitalnih enzima. Mikroelementi su neophodni za normalno funkcionisanje organizma. Najčešći mikroelementi su metali, silicijum, bor, hlor.

Ne postoji jasna granica između makroelemenata i mikroelemenata: ono što je mikroelement za neke organizme, za druge je makroelement.

Svetlost je jedan od glavnih faktora životne sredine. Bez svjetlosti je nemoguća fotosintetska aktivnost biljaka, a bez potonjeg je život općenito nezamisliv, jer zelene biljke imaju sposobnost da proizvode kisik neophodan za sva živa bića. Osim toga, svjetlost je jedini izvor topline na planeti Zemlji. Ima direktan uticaj na hemijske i fizički procesi, koji se javlja u organizmima, utiče na metabolizam.

Mnoge morfološke i bihevioralne karakteristike različitih organizama povezane su s njihovom izloženošću svjetlosti. Aktivnost nekih unutrašnjih organa životinja također je usko povezana sa osvjetljenjem. Ponašanje životinja, kao što su sezonska migracija, polaganje jaja, udvaranje i prolećno truljenje, povezano je sa dužinom dnevnog vremena.

U ekologiji, pojam "svjetlo" odnosi se na cijeli raspon sunčevog zračenja koje dopire do površine Zemlje. Spektar distribucije energije sunčevog zračenja izvan Zemljine atmosfere pokazuje da se oko polovina sunčeve energije emituje u infracrvenom području, 40% u vidljivom i 10% u ultraljubičastom i rendgenskom području.

Za živu materiju važne su kvalitativne karakteristike svetlosti - talasna dužina, intenzitet i trajanje ekspozicije. Postoji blisko ultraljubičasto zračenje (400-200 nm) i daleko, odnosno vakuum (200-10 nm). Izvori ultraljubičastog zračenja su visokotemperaturna plazma, ubrzani elektroni, neki laseri, Sunce, zvijezde itd. Biološko djelovanje ultraljubičastog zračenja uzrokovano je kemijskim promjenama u molekulima živih stanica koje ih apsorbiraju, uglavnom molekulima nukleinskih kiselina ( DNK i RNK) i proteina, a izražava se u poremećajima diobe, pojavi mutacija i ćelijskoj smrti.

Neki od sunčevih zraka, prešavši veliku udaljenost, dopiru do površine Zemlje, osvjetljavaju je i zagrijavaju. Procjenjuje se da naša planeta prima oko dvije milijarde sunčeve energije, a od te količine zelene biljke koriste samo 0,1-0,2% za stvaranje organske tvari. Svaki kvadratni metar planete prima u prosjeku 1,3 kW sunčeve energije. Bilo bi dovoljno da koristite električni čajnik ili peglu.

Uvjeti osvjetljenja igraju izuzetnu ulogu u životu biljaka: njihova produktivnost i produktivnost zavise od intenziteta sunčeve svjetlosti. Međutim, svjetlosni režim na Zemlji je prilično raznolik. U šumi je drugačije nego na livadi. Osvjetljenje u listopadnim i tamnim crnogoričnim šumama smreke je primjetno drugačije.

Svetlost kontroliše rast biljaka: one rastu u pravcu veće svetlosti. Njihova osjetljivost na svjetlost je tolika da izdanci nekih biljaka, držani u mraku tokom dana, reaguju na bljesak svjetlosti koji traje samo dvije hiljaditi dio sekunde.

Sve biljke u odnosu na svjetlost mogu se podijeliti u tri grupe: heliofiti, sciofiti, fakultativni heliofiti.

Heliophytes(od grčkog helios - sunce i phyton - biljka), ili biljke koje vole svjetlost, ili ne podnose ili ne podnose čak ni malo sjenčanje. U ovu grupu spadaju stepske i livadske trave, biljke tundre, biljke ranog proleća, većina kultivisanih biljaka na otvorenom terenu i veliki broj korova. Među vrstama ove grupe nalazimo obični trputac, ognjica, trska i dr.

Sciofiti(od grčkog scia - sjena), ili biljke u hladu, ne podnose jaku svjetlost i žive u stalnoj hladovini pod krošnjama šume. To su uglavnom šumske biljke. Naglim osvjetljavanjem krošnje šume postaju depresivni i često umiru, ali mnogi obnavljaju svoj fotosintetski aparat i prilagođavaju se životu u novim uvjetima.

Fakultativni heliofiti, ili biljke tolerantne na sjenu, sposobne su da se razvijaju i na vrlo visokim i na niskim količinama svjetlosti. Kao primjer možemo navesti neka stabla - obična smreka, norveški javor, obični grab; grmlje - lješnjak, glog; začinsko bilje - jagode, poljski geranijum; mnoge sobne biljke.

Važan abiotički faktor je temperaturu. Svaki organizam je sposoban živjeti u određenom temperaturnom rasponu. Područje distribucije živih bića uglavnom je ograničeno na područje od nešto ispod 0 °C do 50 °C.

Glavni izvor topline, kao i svjetlosti, je sunčevo zračenje. Organizam može preživjeti samo u uvjetima na koje je prilagođen njegov metabolizam. Ako temperatura žive ćelije padne ispod nule, ćelija je obično fizički oštećena i umire kao rezultat formiranja kristala leda. Ako je temperatura previsoka, dolazi do denaturacije proteina. Upravo to se dešava kada skuvate kokošje jaje.

Većina organizama u određenoj mjeri može kontrolirati svoju tjelesnu temperaturu kroz različite reakcije. Kod velike većine živih bića tjelesna temperatura može varirati ovisno o temperaturi okoline. Takvi organizmi nisu u stanju regulisati svoju temperaturu i tzv hladnokrvni (poikilotermni). Njihova aktivnost uglavnom ovisi o toplini koja dolazi izvana. Temperatura tijela poikilotermnih organizama povezana je s vrijednostima temperature okoline. Hladnokrvnost je karakteristična za grupe organizama kao što su biljke, mikroorganizmi, beskičmenjaci, ribe, gmizavci itd.

Znatno manji broj živih bića je sposoban aktivno regulirati tjelesnu temperaturu. To su predstavnici dvije najviše klase kralježnjaka - ptica i sisara. Toplota koju stvaraju je proizvod biohemijskih reakcija i služi kao značajan izvor povećanja telesne temperature. Ova temperatura se održava na konstantnom nivou bez obzira na temperaturu okoline. Organizmi koji su u stanju da održavaju konstantnu optimalnu tjelesnu temperaturu bez obzira na temperaturu okoline nazivaju se toplokrvni (homeotermni). Zbog ovog svojstva mnoge vrste životinja mogu živjeti i razmnožavati se na temperaturama ispod nule (sob, polarni medvjed, peronošci, pingvin). Održavanje stalne tjelesne temperature osigurava se dobrom toplinskom izolacijom koju stvara krzno, gusto perje, potkožne zračne šupljine, debeli sloj masnog tkiva itd.

Poseban slučaj homeotermije je heterotermija (od grčkog heteros - različit). Drugačiji nivo tjelesna temperatura heterotermnih organizama ovisi o njihovoj funkcionalnoj aktivnosti. Tokom perioda aktivnosti koje imaju konstantna temperatura tijela, a tokom perioda mirovanja ili hibernacije temperatura značajno pada. Heterotermnost je karakteristična za gofove, marmote, jazavce, slepe miševe, ježeve, medvjede, kolibrije itd.

Uslovi ovlaživanja igraju posebnu ulogu u životu živih organizama.

Voda- osnova žive materije. Za većinu živih organizama voda je jedna od glavnih faktori životne sredine. Ovo je najvažniji uslov za postojanje čitavog života na Zemlji. Svi životni procesi u ćelijama živih organizama odvijaju se u vodenoj sredini.

Većina tehničkih jedinjenja koja rastvara vodu hemijski ne menja. Ovo je veoma važno za žive organizme, budući da se nutrijenti neophodni za njihova tkiva daju u vodenim rastvorima u relativno malo izmenjenom obliku. U prirodnim uvjetima, voda uvijek sadrži jednu ili drugu količinu nečistoća, ne samo u interakciji s čvrstim i tekućim tvarima, već i otapajućim plinovima.

Jedinstvena svojstva vode određuju njenu posebnu ulogu u formiranju fizičkog i hemijskog okruženja naše planete, kao i u nastanku i održavanju nevjerovatnog fenomena - života.

Ljudski embrion se sastoji od 97% vode, a kod novorođenčadi njena količina je 77% telesne težine. Do 50. godine, količina vode u ljudskom tijelu se smanjuje i već čini 60% njegove mase. Najveći dio vode (70%) koncentrisan je unutar ćelija, a 30% je međućelijska voda. Ljudski mišići čine 75% vode, jetra je 70%, mozak 79%, a bubrezi 83%.

Tijelo životinje u pravilu sadrži najmanje 50% vode (na primjer, slon - 70%, gusjenica koja jede biljno lišće - 85-90%, meduze - više od 98%).

Slonu je potrebno najviše vode (na osnovu dnevnih potreba) od bilo koje kopnene životinje - oko 90 litara. Slonovi su jedni od najboljih "hidrogeologa" među životinjama i pticama: oni osjećaju vodena tijela na udaljenosti do 5 km! Samo su bizoni dalje - 7-8 km. U sušnim vremenima, slonovi koriste svoje kljove da kopaju rupe u suvim riječnim koritima kako bi prikupili vodu. Bivoli, nosorozi i druge afričke životinje rado koriste bunare za slonove.

Raspodjela života na Zemlji direktno je povezana s padavinama. Vlažnost nije ista u različitim dijelovima svijeta. Najviše padavina pada u ekvatorijalnoj zoni, posebno u gornjem toku rijeke Amazone i na otocima Malajskog arhipelaga. Njihov broj u nekim područjima dostiže 12.000 mm godišnje. Dakle, na jednom od havajskih ostrva pada kiša od 335 do 350 dana u godini. Ovo je najvlažnije mjesto na Zemlji. Prosječna godišnja količina padavina ovdje dostiže 11.455 mm. Poređenja radi, tundra i pustinje imaju manje od 250 mm padavina godišnje.

Životinje se različito odnose prema vlazi. Voda kao fizičko i hemijsko tijelo ima kontinuirani utjecaj na život hidrobionta (vodenih organizama). Ona ne samo da zadovoljava fiziološke potrebe organizama, već i isporučuje kiseonik i hranu, odnosi metabolite i prenosi seksualne proizvode i same vodene organizme. Zahvaljujući pokretljivosti vode u hidrosferi, moguće je postojanje vezanih životinja koje, kao što je poznato, ne postoje na kopnu.

Edafski faktori

Cijeli set fizičkih i hemijska svojstva tla koja imaju ekološki uticaj na žive organizme svrstavaju se u edafske faktore (od grčkog edafos - temelj, zemlja, tlo). Glavni edafski faktori su mehanički sastav tla (veličina njegovih čestica), relativna rastresitost, struktura, vodopropusnost, aeracija, hemijski sastav tla i tvari koje u njemu kruže (gasovi, voda).

Priroda granulometrijskog sastava tla može imati ekološki značaj za životinje koje u određenom periodu života žive u tlu ili vode način života u dubinama. Larve insekata općenito ne mogu živjeti u tlu koje je previše kamenito; kopanje Hymenoptera, polaganje jaja u podzemne prolaze, mnogi skakavci, zakopavanje čahura jaja u zemlju, potrebno je da bude dovoljno labav.

Važna karakteristika tla je njegova kiselost. Poznato je da kiselost medija (pH) karakterizira koncentraciju vodikovih jona u otopini i numerički je jednaka negativnom decimalnom logaritmu ove koncentracije: pH = -log. Vodene otopine mogu imati pH od 0 do 14. Neutralne otopine imaju pH 7, kisele otopine karakteriziraju pH vrijednosti manje od 7, a alkalne otopine pH vrijednosti veće od 7. Kiselost može poslužiti kao pokazatelj stope opšteg metabolizma zajednice. Ako je pH otopine tla nizak, to znači da tlo sadrži malo hranjivih tvari, pa je njegova produktivnost izuzetno niska.

U odnosu na plodnost tla razlikuju se sljedeće ekološke grupe biljaka:

• oligotrofi (od grčkog olygos - malen, beznačajan i trofe - ishrana) - biljke siromašnih, neplodnih tla (borovica);
• mezotrofi (od grčkog mesos - prosječan) - biljke s umjerenom potrebom za hranjivim tvarima (većina šumskih biljaka umjerenih geografskih širina);
• eutrofičan(od grčkog ona - dobro) - biljke koje zahtijevaju veliku količinu hranjivih tvari u tlu (hrast, lješnjak, ogrozd).

Orografski faktori

Na distribuciju organizama na zemljinoj površini u određenoj mjeri utiču faktori kao što su karakteristike elemenata reljefa, nadmorska visina, izloženost i strmina padina. Kombinuju se u grupu orografskih faktora (od grčkog oros - planina). Njihov utjecaj može uvelike utjecati na lokalnu klimu i razvoj tla.

Jedan od glavnih orografskih faktora je nadmorska visina. Sa nadmorskom visinom se smanjuju prosječne temperature, povećavaju dnevne temperaturne razlike, povećavaju se padavine, brzina vjetra i intenzitet zračenja, smanjuju se atmosferski tlak i koncentracija plinova. Svi ovi faktori utiču na biljke i životinje, uzrokujući vertikalnu zonalnost.

Tipičan primjer je vertikalno zoniranje u planinama. Ovdje se sa svakih 100 m uspona temperatura zraka smanjuje u prosjeku za 0,55 °C. Istovremeno se mijenja vlažnost i skraćuje se dužina vegetacije. Kako se nadmorska visina staništa povećava, razvoj biljaka i životinja se značajno mijenja. U podnožju planina mogu biti tropska mora, a na vrhu duvaju arktički vjetrovi. Na jednoj strani planina može biti sunčano i toplo, a na drugoj vlažno i hladno.

Drugi orografski faktor je izloženost nagibima. Na sjevernim padinama biljke formiraju sjene, a na južnim svijetle. Ovdje je vegetacija uglavnom zastupljena grmovima otpornim na sušu. Padine okrenute prema jugu primaju više sunčeve svjetlosti, tako da su intenzitet svjetlosti i temperatura ovdje veći nego na podovima dolina i sjevernim padinama. Ovo je povezano sa značajnim razlikama u zagrijavanju zraka i tla, brzini topljenja snijega i sušenja tla.

Važan faktor je strmina padine. Utjecaj ovog pokazatelja na uslove života organizama ogleda se uglavnom kroz karakteristike zemljišne sredine, vodnog i temperaturnog režima. Strme padine odlikuju se brzim odvodnjavanjem i ispiranjem tla, pa su tla ovdje tanka i suva. Ako nagib prelazi 35°, obično se stvaraju tobogani od rastresitog materijala.

Hidrografski faktori

Hidrografski faktori uključuju takve karakteristike vodenog okoliša kao što su gustina vode, brzina horizontalnih kretanja (struja), količina kisika otopljenog u vodi, sadržaj suspendiranih čestica, protok, temperaturni i svjetlosni režimi vodenih tijela itd.

Organizmi koji žive u vodenoj sredini nazivaju se hidrobiontima.

Različiti organizmi su se na svoj način prilagodili gustini vode i određenim dubinama. Neke vrste mogu izdržati pritiske od nekoliko do stotina atmosfera. Mnoge ribe, glavonošci, rakovi i morske zvijezde žive na velikim dubinama pod pritiskom od oko 400-500 atm.

Velika gustina vode osigurava postojanje mnogih ne-skeletnih oblika u vodenoj sredini. To su mali rakovi, meduze, jednoćelijske alge, mekušci kobilice i pteropodi itd.

Visok specifični toplinski kapacitet i visoka toplinska provodljivost vode određuju stabilniji temperaturni režim vodnih tijela u odnosu na kopno. Amplituda godišnjih temperaturnih kolebanja ne prelazi 10-15 °C. U kontinentalnim rezervoarima je 30-35 °C. U samim rezervoarima temperaturni uslovi između gornjih i donjih slojeva vode značajno se razlikuju. U dubokim slojevima vodenog stupca (u morima i okeanima) temperaturni režim je stabilan i konstantan (3-4 °C).

Važan hidrografski faktor je svjetlosni režim vodnih tijela. Količina svjetlosti brzo opada sa dubinom, pa u Svjetskom okeanu alge žive samo u osvijetljenoj zoni (najčešće na dubinama od 20 do 40 m). Gustoća morskih organizama (njihov broj po jedinici površine ili zapremine) prirodno opada sa dubinom.

Hemijski faktori

Akcija hemijski faktori manifestuje se u vidu prodiranja u okolinu hemijskih supstanci koje u njoj ranije nisu bile prisutne, što je u velikoj meri posledica savremenog antropogenog uticaja.

Hemijski faktor kao što je sastav gasa izuzetno je važan za organizme koji žive u vodenoj sredini. Na primjer, u vodama Crnog mora ima dosta sumporovodika, zbog čega ovaj bazen nije sasvim povoljan za život nekih životinja u njemu. Reke koje se u nju ulivaju sa sobom ne nose samo pesticide ili teške metale isprane sa polja, već i azot i fosfor. I to nije samo poljoprivredno gnojivo, već i hrana za morske mikroorganizme i alge, koje se zbog viška hranjivih tvari počinju brzo razvijati (cvjeta voda). Kada umru, potonu na dno i troše značajnu količinu kiseonika tokom procesa raspadanja. U proteklih 30-40 godina, procvat Crnog mora značajno se povećao. U donjem sloju vode kisik je zamijenjen otrovnim sumporovodikom, tako da ovdje praktično nema života. Organski svijet mora je relativno siromašan i monoton. Njegov živi sloj je ograničen na usku površinu debljine 150 m. Što se tiče kopnenih organizama, oni su neosetljivi na gasni sastav atmosfere, jer je konstantan.

Grupa hemijskih faktora uključuje i takav pokazatelj kao što je salinitet vode (sadržaj rastvorljivih soli u prirodnim vodama). Na osnovu količine rastvorenih soli, prirodne vode se dele u sledeće kategorije: svježa voda- do 0,54 g/l, boćata - od 1 do 3, slabo slana - od 3 do 10, slana i vrlo slana voda - od 10 do 50, rasol - više od 50 g/l. Dakle, u slatkovodnim tijelima na kopnu (potoci, rijeke, jezera) 1 kg vode sadrži do 1 g rastvorljivih soli. Morska voda je složeni rastvor soli, čiji je prosječni salinitet 35 g/kg vode, tj. 3,5%.

Živi organizmi koji žive u vodenoj sredini prilagođeni su strogo određenom salinitetu vode. Slatkovodni oblici ne mogu živjeti u morima, a morski oblici ne mogu tolerirati desalinizaciju. Ako se slanost vode promijeni, životinje se kreću u potrazi za povoljnim okruženjem. Na primjer, kada se površinski slojevi mora desaliniziraju nakon obilnih kiša, neke vrste morskih rakova spuštaju se do dubine do 10 m.

Ličinke kamenica žive u bočatim vodama malih zaljeva i estuarija (poluzatvorena obalna vodena tijela koja slobodno komuniciraju s oceanom ili morem). Larve rastu posebno brzo kada je salinitet vode 1,5-1,8% (negdje između slatke i slane vode). Kod većeg sadržaja soli njihov rast je donekle potisnut. Kada se sadržaj soli smanji, rast je već primjetno potisnut. Na salinitetu od 0,25%, rast larvi prestaje i sve umiru.

Pirogeni faktori

To uključuje faktore izloženosti požaru ili požare. Trenutno se požari smatraju veoma značajnim i jednim od prirodnih abiotskih faktora životne sredine. At pravilnu upotrebu vatra može biti vrlo vrijedan ekološki alat.

Na prvi pogled požari jesu negativan faktor. Ali u stvarnosti to nije slučaj. Bez požara, savana bi, na primjer, brzo nestala i bila bi prekrivena gustom šumom. Međutim, to se ne dešava, jer nježni izdanci drveća umiru u vatri. Budući da drveće raste sporo, malo njih preživi požare i naraste dovoljno visoko. Trava brzo raste i jednako se brzo oporavlja nakon požara.

Treba napomenuti da, za razliku od drugih čimbenika okoliša, ljudi mogu regulirati požare, te stoga mogu postati određeni ograničavajući faktor u širenju biljaka i životinja. Kontrolisano od strane ljudi požari doprinose stvaranju pepela bogatog korisnim materijama. Miješajući se sa zemljom, pepeo potiče rast biljaka, čija količina određuje život životinja.

Osim toga, mnogi stanovnici savane, kao što su afrička roda i ptica tajnica, koriste vatru za svoje potrebe. Posjećuju granice prirodnih ili kontroliranih požara i tamo jedu insekte i glodare koji pobjegnu od požara.

Požare mogu izazvati kako prirodni faktori (udari groma), tako i nasumične i neslučajne ljudske radnje. Postoje dvije vrste požara. Krovne požare je najteže obuzdati i regulisati. Najčešće su vrlo intenzivni i uništavaju svu vegetaciju i organsku materiju tla. Takvi požari imaju ograničavajući učinak na mnoge organizme.

Prizemni požari, naprotiv, imaju selektivni učinak: za neke organizme su destruktivniji, za druge - manje i na taj način doprinose razvoju organizama s visokom otpornošću na požar. Osim toga, mali prizemni požari dopunjuju djelovanje bakterija, razgrađujući mrtve biljke i ubrzavajući pretvaranje mineralnih hranjivih tvari u oblik pogodan za korištenje novim generacijama biljaka. U staništima sa neplodnim tlom požari doprinose njegovom obogaćivanju elementima pepela i nutrijentima.

Kada ima dovoljno vlage (sjevernoameričke prerije), požari podstiču rast trave na račun drveća. Požari imaju posebno važnu regulatornu ulogu u stepama i savanama. Ovdje periodični požari smanjuju vjerovatnoću invazije pustinjskog grmlja.

Ljudi su često uzrok porasta učestalosti požara u prirodi, iako privatnik nema pravo namjerno (čak i slučajno) izazvati požar u prirodi. Međutim, upotreba vatre od strane stručnjaka dio je pravilnog upravljanja zemljištem.

Okruženje koje okružuje živa bića sastoji se od mnogih elemenata. Oni na različite načine utiču na život organizama. Ovi drugi različito reaguju na različite faktore okoline. Pojedinačni elementi životne sredine koji stupaju u interakciju sa organizmima nazivaju se faktori sredine. Uslovi postojanja su skup vitalnih faktora životne sredine, bez kojih živi organizmi ne mogu postojati. U odnosu na organizme, oni djeluju kao okolišni faktori.

Klasifikacija faktora sredine.

Svi faktori okoline prihvaćeni klasifikovati(distribuirati) u sljedeće glavne grupe: abiotički, biotički I antropski. V abiotički (abiogeni) faktori su fizički i hemijski faktori nežive prirode. biotički, ili biogeni, faktori su direktan ili indirektan uticaj živih organizama kako jedni na druge tako i na okolinu. Antropogeno (antropogeno) Poslednjih godina faktori su identifikovani kao posebna grupa biotičkih faktora zbog njihovog velikog značaja. To su faktori direktnog ili indirektnog uticaja čovjeka i njegovih ekonomskih aktivnosti na žive organizme i životnu sredinu.

Abiotski faktori.

Abiotički faktori uključuju elemente nežive prirode koji djeluju na živi organizam. Vrste abiotičkih faktora prikazane su u tabeli. 1.2.2.

Tabela 1.2.2. Glavne vrste abiotskih faktora

Klimatski faktori.

Svi abiotički faktori manifestiraju se i djeluju unutar tri geološke ljuske Zemlje: atmosfera, hidrosfera I litosfera. Faktori koji se manifestuju (deluju) u atmosferi i tokom interakcije ove potonje sa hidrosferom ili sa litosferom nazivaju se klimatski. njihova manifestacija zavisi od fizičkih i hemijskih svojstava geoloških ljuski Zemlje, od količine i distribucije sunčeve energije koja prodire i stiže do njih.

Sunčevo zračenje.

Među raznovrsnim faktorima životne sredine, sunčevo zračenje je od najveće važnosti. (sunčevo zračenje). Ovo je neprekidni tok elementarnih čestica (brzina 300-1500 km/s) i elektromagnetnih talasa (brzina 300 hiljada km/s), koji nosi prema Zemlji velika količina energije. Sunčevo zračenje je glavni izvor života na našoj planeti. Pod kontinuiranim protokom sunčevog zračenja, život je nastao na Zemlji, prošao dug put evolucije i nastavlja postojati i ovisi o sunčevoj energiji. Glavna svojstva energije zračenja Sunca kao faktora životne sredine određena su talasnom dužinom. Talasi koji prolaze kroz atmosferu i dopiru do Zemlje mjere se u rasponu od 0,3 do 10 mikrona.

Na osnovu prirode uticaja na žive organizme, ovaj spektar sunčevog zračenja je podeljen na tri dela: ultraljubičasto zračenje, vidljiva svjetlost I infracrveno zračenje.

Kratkotalasni ultraljubičasti zraci gotovo u potpunosti apsorbira atmosfera, odnosno njen ozonski ekran. Mala količina ultraljubičastih zraka prodire u površinu zemlje. Njihova talasna dužina je u rasponu od 0,3-0,4 mikrona. Na njih otpada 7% energije sunčevog zračenja. Kratkotalasni zraci imaju štetan uticaj na žive organizme. Mogu uzrokovati promjene u nasljednom materijalu - mutacije. Stoga su u procesu evolucije organizmi koji su dugo bili izloženi sunčevom zračenju razvili adaptacije za zaštitu od ultraljubičastih zraka. Mnogi od njih proizvode dodatne količine crnog pigmenta u svojoj koži - melanina, koji štiti od prodora neželjenih zraka. Zbog toga ljudi dobijaju preplanulost dugotrajnim boravakom na otvorenom. U mnogim industrijskim regijama postoji tzv industrijski melanizam- potamnjenje boje životinja. Ali to se ne događa pod utjecajem ultraljubičastog zračenja, već zbog kontaminacije čađom i prašinom iz okoliša, čiji elementi obično postaju tamniji. Na takvoj tamnoj pozadini preživljavaju (dobro su kamuflirani) tamniji oblici organizama.

Vidljivo svjetlo pojavljuje se unutar talasnih dužina od 0,4 do 0,7 µm. Na njega otpada 48% energije sunčevog zračenja.

To također negativno utječe na žive stanice i njihove funkcije općenito: mijenja viskoznost protoplazme, veličinu električnog naboja citoplazme, remeti propusnost membrana i mijenja kretanje citoplazme. Svetlost utiče na stanje proteinskih koloida i na tok energetskih procesa u ćelijama. Ali uprkos tome, vidljiva svjetlost je bila, jeste i ostat će jedan od najvažnijih izvora energije za sva živa bića. Njegova energija se koristi u procesu fotosinteza i akumulira se u obliku hemijskih veza u produktima fotosinteze, a zatim se kao hrana prenosi svim ostalim živim organizmima. Generalno, možemo reći da sva živa bića u biosferi, pa čak i ljudi, zavise od sunčeve energije, od fotosinteze.

Svetlost za životinje jeste neophodno stanje percepcija informacija o okolini i njenim elementima, vizija, vizuelna orijentacija u prostoru. U zavisnosti od uslova života, životinje su se prilagođavale različitim stepenima osvjetljenje Neke životinjske vrste su dnevne, dok su druge najaktivnije u sumrak ili noću. Većina sisara i ptica vodi sumračan način života, teško razlikuju boje i vide sve crno-bijelo (očnjake, mačke, hrčke, sove, noćne koštice, itd.). Život u sumraku ili uslovima slabog osvetljenja često dovodi do hipertrofije oka. Relativno velike oči, sposobne uhvatiti sitne djeliće svjetlosti, karakteristične za noćne životinje ili one koje žive u potpunom mraku i vođene su luminiscentnim organima drugih organizama (lemuri, majmuni, sove, dubokomorske ribe itd.). Ako u uvjetima potpunog mraka (u pećinama, pod zemljom u jazbinama) nema drugih izvora svjetlosti, tada životinje koje tamo žive u pravilu gube organe vida (evropski proteus, krtica itd.).

Temperatura.

Izvori temperaturnog faktora na Zemlji su sunčevo zračenje i geotermalni procesi. Iako jezgro naše planete karakterišu ekstremno visoke temperature, njen uticaj na površinu planete je neznatan, osim zona vulkanske aktivnosti i ispuštanja geotermalnih voda (gejziri, fumarole). Shodno tome, glavnim izvorom toplote unutar biosfere može se smatrati sunčevo zračenje, odnosno infracrvene zrake. One zrake koje dospiju do površine Zemlje apsorbiraju litosfera i hidrosfera. Litosfera se, kao čvrsto tijelo, brže zagrijava i jednako brzo hladi. Hidrosfera ima veći toplotni kapacitet od litosfere: polako se zagreva i polako hladi, te stoga zadržava toplotu dugo vremena. Površinski slojevi troposfere se zagrijavaju zbog zračenja topline iz hidrosfere i površine litosfere. Zemlja apsorbuje sunčevo zračenje i zrači energiju nazad u svemir bez vazduha. Pa ipak, Zemljina atmosfera pomaže u zadržavanju topline u površinskim slojevima troposfere. Zahvaljujući svojim svojstvima, atmosfera propušta kratkotalasne infracrvene zrake i blokira dugotalasne infracrvene zrake koje emituje zagrijana površina Zemlje. Ovaj atmosferski fenomen ima ime efekat staklenika. Zahvaljujući njemu, život je postao moguć na Zemlji. Efekat staklene bašte pomaže u zadržavanju toplote u površinskim slojevima atmosfere (gde je koncentrisana većina organizama) i izglađuje temperaturne fluktuacije tokom dana i noći. Na Mjesecu, na primjer, koji se nalazi u gotovo istim svemirskim uslovima kao i Zemlja, i koji nema atmosferu, dnevne temperaturne fluktuacije na njegovom ekvatoru se javljaju u rasponu od 160°C do +120°C.

Raspon temperatura dostupnih u okolini dostiže hiljade stepeni (vruća magma vulkana i najniže temperature Antarktika). Granice unutar kojih nam poznati život može postojati prilično su uske i jednake su otprilike 300°C, od -200°C (smrzavanje u tečnim plinovima) do +100°C (tačka ključanja vode). Zapravo, većina vrsta i većina njihove aktivnosti ograničeni su na još uži raspon temperatura. Opći temperaturni raspon aktivnog života na Zemlji ograničen je na sljedeće temperaturne vrijednosti (tabela 1.2.3):

Tabela 1.2.3 Temperaturni raspon života na Zemlji

Biljke se prilagođavaju različitim temperaturama, pa čak i ekstremnim. Zovu se oni koji tolerišu visoke temperature biljke koje stimulišu toplotu. Sposobni su da podnose pregrijavanje do 55-65°C (neki kaktusi). Vrste koje rastu u uslovima visokih temperatura ih lakše podnose zbog značajnog skraćivanja veličine listova, razvoja dlakave (dlakave) ili, obrnuto, voštane prevlake itd. Biljke mogu izdržati dugotrajno izlaganje niskim temperaturama (od 0 do -10°C) bez štete za njihov razvoj C), nazivaju se otporan na hladnoću.

Iako je temperatura važan faktor okoliša koji utječe na žive organizme, njen učinak u velikoj mjeri ovisi o njegovoj kombinaciji s drugim abiotičkim faktorima.

Vlažnost.

Vlažnost je važan abiotički faktor, koji je određen prisustvom vode ili vodene pare u atmosferi ili litosferi. Sama voda je neophodna neorgansko jedinjenje za život živih organizama.

Voda u atmosferi je uvijek prisutna u obliku vode parovi. Zove se stvarna masa vode po jedinici zapremine vazduha apsolutna vlažnost, a postotak pare u odnosu na maksimalnu količinu koju zrak može sadržavati je relativna vlažnost. Temperatura je glavni faktor koji utiče na sposobnost vazduha da zadrži vodenu paru. Na primjer, na temperaturi od +27°C, zrak može sadržavati dvostruko više vlage nego na temperaturi od +16°C. To znači da je apsolutna vlažnost na 27°C 2 puta veća nego na 16°C, dok će relativna vlažnost u oba slučaja biti 100%.

Voda kao ekološki faktor izuzetno je neophodan živim organizmima, jer bez nje se ne može odvijati metabolizam i mnogi drugi procesi povezani s njom. Metabolički procesi organizama odvijaju se u prisustvu vode (u vodenim rastvorima). Svi živi organizmi su otvoreni sistemi, tako da konstantno doživljavaju gubitak vode i uvijek imaju potrebu da popune njene rezerve. Za normalno postojanje, biljke i životinje moraju održavati određenu ravnotežu između protoka vode u tijelo i njenog gubitka. Veliki gubitak vode iz organizma (dehidracija) dovesti do smanjenja njegove vitalne aktivnosti, a potom i do smrti. Biljke svoje potrebe za vodom zadovoljavaju padavinama i vlažnošću vazduha, a životinje i hranom. Otpornost organizama na prisustvo ili odsustvo vlage u okolini varira i zavisi od prilagodljivosti vrste. U tom smislu, svi kopneni organizmi su podijeljeni u tri grupe: higrofilan(ili voli vlagu), mezofilni(ili umjereno voli vlagu) i kserofilna(ili suvoljubivi). Što se tiče biljaka i životinja odvojeno, ovaj odjeljak će izgledati ovako:

1) higrofilni organizmi:

- higrofiti(biljke);

- higrofili(životinja);

2) mezofilni organizmi:

- mezofiti(biljke);

- mezofili(životinja);

3) kserofilni organizmi:

- kserofiti(biljke);

- kserofili ili higrofobije(životinje).

Trebaju najviše vlage higrofilni organizmi. Među biljkama, to će biti one koje žive na pretjerano vlažnim tlima s visokom vlažnošću zraka (higrofiti). U uslovima srednjeg pojasa spadaju među zeljaste biljke koje rastu u zasjenjenim šumama (oksalis, paprat, ljubičice, gap-trava, itd.) i na otvorenim mjestima (neven, rosa itd.).

Higrofilne životinje (higrofili) uključuju one koje su ekološki povezane s vodenim okolišem ili s poplavljenim područjima. Potrebno im je stalno prisustvo velike količine vlage u okolini. To su životinje tropskih prašuma, močvara i vlažnih livada.

Mezofilni organizmi zahtijevaju umjerene količine vlage i obično su povezane s umjereno toplim uvjetima i dobrom mineralnom ishranom. To mogu biti šumske biljke i biljke otvorenih površina. Među njima ima drveća (lipa, breza), grmlja (lijeska, bokvica) i još više začinskog bilja (djetelina, timotija, vlasuljak, đurđevak, kopitar itd.). Općenito, mezofiti su široka ekološka grupa biljaka. Za mezofilne životinje (mezofili) pripada većini organizama koji žive u umerenim i subarktičkim uslovima ili u određenim planinskim predelima kopna.

Kserofilni organizmi - ovo je prilično raznolika ekološka grupa biljaka i životinja koje su se prilagodile sušnim životnim uvjetima na sljedeće načine: ograničavanje isparavanja, povećanje proizvodnje vode i stvaranje rezervi vode za dug period nedostatak vodosnabdijevanja.

Biljke koje žive u sušnim uslovima nose se s njima na različite načine. Neki nemaju strukturalne aranžmane da se nose sa nedostatkom vlage. njihovo postojanje je moguće u sušnim uslovima samo zbog činjenice da se u kritičnom trenutku nalaze u stanju mirovanja u obliku sjemenki (efemeri) ili lukovica, rizoma, gomolja (ephemeroida), vrlo lako i brzo prelaze na aktivan život i potpuno nestaju u kratkom vremenskom periodu godišnjeg razvojnog ciklusa. Efemerija uglavnom rasprostranjena u pustinjama, polupustinjama i stepama (kamenska muha, proljetna ambrozija, repa, itd.). Efemeroidi(iz grčkog efemeran I izgledati kao)- to su višegodišnje zeljaste, uglavnom proljetne, biljke (šaš, žitarice, tulipani itd.).

Vrlo su jedinstvene kategorije biljaka koje su se prilagodile da tolerišu uslove suše sukulenti I sklerofiti. Sukulenti (od grč. sočan) su u stanju da akumuliraju velike količine vode i postepeno je troše. Na primjer, neki kaktusi sjevernoameričkih pustinja mogu sadržavati od 1000 do 3000 litara vode. Voda se akumulira u listovima (aloja, sedum, agava, mlade) ili stabljikama (kaktusi i mlječici slični kaktusima).

Životinje vodu dobijaju na tri glavna načina: direktno pijući ili apsorbujući preko kože, hranom i kao rezultat metabolizma.

Mnoge vrste životinja piju vodu i to u prilično velikim količinama. Na primjer, gusjenice kineske hrastove svilene bube mogu popiti do 500 ml vode. Određene vrste životinja i ptica zahtijevaju redovnu konzumaciju vode. Stoga biraju određene izvore i redovno ih posjećuju kao pojilišta. Pustinjske vrste ptica svakodnevno lete u oaze, tamo piju vodu i donose vodu svojim pilićima.

Neke životinjske vrste koje ne konzumiraju vodu direktnim pićem mogu je konzumirati tako što je apsorbiraju kroz cijelu površinu kože. Insekti i larve koji žive u zemljištu navlaženom prašinom drveća imaju kožu propusnu za vodu. Australski moloch gušter upija vlagu iz padavina kroz svoju kožu, koja je izuzetno higroskopna. Mnoge životinje dobijaju vlagu iz sočne hrane. Takva sočna hrana može biti trava, sočno voće, bobice, lukovice i biljne gomolje. Stepska kornjača, koja živi u srednjoazijskim stepama, konzumira vodu samo iz sočne hrane. U ovim krajevima, u područjima gdje se sadi povrće ili na poljima dinja, kornjače prave velike štete hraneći se dinjama, lubenicama i krastavcima. Neke grabežljive životinje također dobivaju vodu jedući svoj plijen. To je tipično, na primjer, za afričku lisicu feneka.

Vrste koje se hrane isključivo suvom hranom i nemaju mogućnost da konzumiraju vodu dobijaju je metabolizmom, odnosno hemijskim putem tokom varenja hrane. Metabolička voda može nastati u tijelu zbog oksidacije masti i škroba. Ovo važan način dobijanje vode posebno za životinje koje naseljavaju vruće pustinje. Tako se crvenorepi gerbil ponekad hrani samo suhim sjemenkama. Poznati su eksperimenti u kojima je, u zatočeništvu, miš jelen iz Sjeverne Amerike živio oko tri godine, jedući samo suva zrna ječma.

Faktori hrane.

Površina Zemljine litosfere čini zasebnu životnu sredinu, koju karakteriše sopstveni skup faktora životne sredine. Ova grupa faktora se naziva edafski(iz grčkog edafos- tlo). Tla imaju svoju strukturu, sastav i svojstva.

Tla se odlikuju određenim sadržajem vlage, mehaničkim sastavom, sadržajem organskih, neorganskih i organomineralnih spojeva, te određenom kiselošću. Mnoga svojstva samog tla i raspored živih organizama u njemu ovise o pokazateljima.

Na primjer, određene vrste biljaka i životinja vole tla s određenom kiselošću, i to: mahovine sfagnum, divlje ribizle i joha rastu na kiselim tlima, a zelene šumske mahovine rastu na neutralnim.

Ličinke buba, kopneni mekušci i mnogi drugi organizmi također reagiraju na određenu kiselost tla.

Hemijski sastav tla je veoma važan za sve žive organizme. Za biljke nisu najvažniji samo oni hemijski elementi koje koriste u velikim količinama (azot, fosfor, kalij i kalcijum), već i oni koji su retki (mikroelementi). Neke od biljaka selektivno akumuliraju određene rijetke elemente. Biljke krstaša i kišobrana, na primjer, akumuliraju sumpor u svojim tijelima 5-10 puta više od drugih biljaka.

Pretjerani sadržaj nekih hemijski elementi u tlu može negativno (patološki) utjecati na životinje. Na primer, u jednoj od dolina Tuve (Rusija) primećeno je da ovce boluju od neke bolesti specifična bolest, što se manifestovalo gubitkom dlake, deformacijom kopita itd. Kasnije se ispostavilo da je u ovoj dolini povećan sadržaj selena u zemljištu, vodi i nekim biljkama. Kada je ovaj element ušao u organizam ovaca u višku, uzrokovao je kroničnu toksikozu selena.

Tlo ima svoj termički režim. Zajedno sa vlagom utiče na formiranje tla i različite procese koji se odvijaju u tlu (fizičko-hemijske, hemijske, biohemijske i biološke).

Zbog svoje niske toplotne provodljivosti, tla mogu izgladiti temperaturne fluktuacije sa dubinom. Na dubini od nešto više od 1 m dnevne temperaturne fluktuacije su gotovo neprimjetne. Na primjer, u pustinji Karakum, koju karakterizira oštro kontinentalna klima, ljeti, kada temperatura površine tla dostigne +59°C, u jazbinama glodara gerbil na udaljenosti od 70 cm od ulaza temperatura je bila 31°C niži i iznosio je +28°C. Zimi, tokom mrazne noći, temperatura u jazbinama je +19°C.

Tlo je jedinstvena kombinacija fizičkih i hemijskih svojstava površine litosfere i živih organizama koji je nastanjuju. Nemoguće je zamisliti tlo bez živih organizama. Nije ni čudo što je poznati geohemičar V.I. Vernadsky naziva tla bioinertno tijelo.

Orografski faktori (reljef).

Reljef se ne odnosi na takve direktno djelujuće faktore okoliša kao što su voda, svjetlost, toplina, tlo. Međutim, priroda reljefa u životu mnogih organizama ima indirektan učinak.

c Ovisno o veličini oblika, prilično se konvencionalno razlikuje reljef nekoliko redova: makroreljef (planine, nizije, međuplaninske depresije), mezoreljef (brda, jaruge, grebeni itd.) i mikroreljef (mala udubljenja, neravnine itd.). ). Svaki od njih igra određenu ulogu u formiranju kompleksa okolišnih faktora za organizme. Reljef posebno utiče na preraspodjelu faktora kao što su vlaga i toplina. Dakle, čak i manji padovi od nekoliko desetina centimetara stvaraju uslove visoke vlažnosti. Voda teče iz povišenih područja u niža, gdje se stvaraju povoljni uslovi za organizme koji vole vlagu. Sjeverne i južne padine imaju različite svjetlosne i termičke uslove. U planinskim uslovima na relativno malim područjima stvaraju se značajne visinske amplitude, što dovodi do stvaranja različitih klimatskih kompleksa. Konkretno, njihove tipične karakteristike su niske temperature, jaki vjetrovi, promjene u vlažnosti, plinovitom sastavu zraka itd.

Na primjer, s porastom nadmorske visine, temperatura zraka se smanjuje za 6 °C na svakih 1000 m. Iako je to karakteristika troposfere, zbog reljefa (brda, planine, planinske visoravni itd.), kopneni organizmi mogu se naći u uslovima koji nisu slični onima u susjednim regijama. Na primjer, vulkanski planinski lanac Kilimandžaro u Africi okružen je savanama u podnožju, a više na padinama nalaze se plantaže kafe, banana, šume i alpske livade. Vrhovi Kilimandžara prekriveni su vječnim snijegom i glečerima. Ako je temperatura zraka na nivou mora +30°C, tada će se negativne temperature pojaviti već na visini od 5000 m. U umjerenim zonama, smanjenje temperature za svakih 6°C odgovara kretanju od 800 km prema visokim geografskim širinama.

Pritisak.

Pritisak se manifestira i u zračnom i u vodenom okruženju. U atmosferskom vazduhu pritisak se menja sezonski, u zavisnosti od vremenskih uslova i nadmorske visine. Od posebnog interesa su adaptacije organizama koji žive u uslovima niskog pritiska i razrijeđenog zraka u visoravnima.

Pritisak u vodenoj sredini mijenja se ovisno o dubini: povećava se za otprilike 1 atm na svakih 10 m. Za mnoge organizme postoje ograničenja u promjeni pritiska (dubine) na koju su se prilagodili. Na primjer, ambisalne ribe (ribe iz dubina svijeta) u stanju su izdržati veliki pritisak, ali se nikada ne dižu na površinu mora, jer je to za njih pogubno. S druge strane, nisu svi morski organizmi sposobni zaroniti na velike dubine. Kit sperma, na primjer, može zaroniti do dubine do 1 km, a morske ptice - do 15-20 m, gdje dobijaju hranu.

Živi organizmi na kopnu iu vodenom okruženju jasno reaguju na promjene pritiska. Svojevremeno je uočeno da ribe mogu uočiti čak i manje promjene pritiska. njihovo ponašanje se menja kada se promene atmosferski pritisak(npr. prije grmljavine). U Japanu se neke ribe posebno drže u akvarijima, a promjene u njihovom ponašanju koriste se za procjenu mogućih promjena vremena.

Kopnene životinje, primjećujući manje promjene pritiska, svojim ponašanjem mogu predvidjeti promjene u vremenskim prilikama.

Neravnomjeran pritisak, koji je rezultat neravnomjernog zagrijavanja od strane Sunca i raspodjele topline kako u vodi tako iu atmosferskom zraku, stvara uslove za miješanje vode i vazdušnih masa, tj. formiranje struja. Pod određenim uslovima, protok je snažan faktor životne sredine.

Hidrološki faktori.

Voda, kao komponenta atmosfere i litosfere (uključujući i tla), igra važnu ulogu u životu organizama kao jedan od ekoloških faktora koji se zove vlažnost. Istovremeno, voda u tečnom stanju može biti faktor koji formira sopstveno okruženje – vodeno. Zbog svojih svojstava koja razlikuju vodu od svih ostalih hemijska jedinjenja, ono u tečnom i slobodnom stanju stvara kompleks uslova u vodenoj sredini, tzv. hidrološke faktore.

Takve karakteristike vode kao što su toplotna provodljivost, fluidnost, prozirnost, salinitet, različito se manifestuju u rezervoarima i predstavljaju faktore životne sredine, koji se u ovom slučaju nazivaju hidrološkim. Na primjer, vodeni organizmi su se različito prilagodili različitim stupnjevima slanosti vode. Postoje slatkovodni i morski organizmi. Slatkovodni organizmi ne zadivljuju svojom raznolikošću vrsta. Prvo, život na Zemlji je nastao u morske vode i drugo, slatkovodna tijela zauzimaju mali dio površine zemlje.

Morski organizmi su raznovrsniji i brojčano brojniji. Neki od njih su se prilagodili niskom salinitetu i žive u desaliniziranim područjima mora i drugim bočatim vodnim tijelima. U mnogim vrstama takvih rezervoara uočava se smanjenje veličine tijela. Na primjer, zalisci mekušaca, jestive školjke (Mytilus edulis) i Lamarckove školjke (Cerastoderma lamarcki), koje žive u zaljevima Baltičkog mora sa salinitetom od 2-6%o, 2-4 puta su manje od jedinke koje žive u istom moru, samo sa salinitetom od 15% o. Rak Carcinus moenas u Baltičkom moru je male veličine, dok je u desaliniziranim lagunama i estuarijima mnogo veći. Morski ježevi u lagunama rastu manje nego u moru. Kozica (Artemia salina) pri slanosti od 122%o ima dimenzije do 10 mm, ali na 20%o naraste do 24-32 mm. Salinitet takođe može uticati na očekivani životni vek. Ista Lamarckova ribica živi do 9 godina u vodama sjevernog Atlantika, a 5 u manje slanim vodama Azovskog mora.

Temperatura vodenih tijela je konstantniji pokazatelj od temperature kopna. To je zbog fizičkih svojstava vode (toplotni kapacitet, toplinska provodljivost). Amplituda godišnjih temperaturnih kolebanja u gornjim slojevima okeana ne prelazi 10-15°C, au kontinentalnim rezervoarima - 30-35°C. Šta možemo reći o dubokim slojevima vode, koje karakteriše konstanta termički režim.

Biotički faktori.

Organizmi koji žive na našoj planeti ne zahtevaju samo abiotičke uslove za svoj život, oni su u interakciji jedni s drugima i često su veoma zavisni jedni od drugih. Skup faktora u organskom svijetu koji direktno ili indirektno utječu na organizme nazivaju se biotički faktori.

Biotički faktori su veoma raznoliki, ali uprkos tome, oni takođe imaju svoju klasifikaciju. Prema najjednostavnija klasifikacija biotički faktori se dijele u tri grupe, koje uzrokuju: biljke, životinje i mikroorganizmi.

Clements i Shelford (1939) predložili su njihovu klasifikaciju, koja uzima u obzir najtipičnije oblike interakcije između dva organizma - ko-akcije. Sve koalicije su podijeljene na dvije velike grupe, ovisno o tome da li organizmi iste vrste ili dvije različite vrste međusobno djeluju. Vrste interakcija između organizama koji pripadaju istoj vrsti su homotipske reakcije. Heterotipske reakcije nazivaju oblike interakcije između dvaju organizama različitih vrsta.

Homotipske reakcije.

Među interakcijama organizama iste vrste mogu se razlikovati sljedeće koakcije (interakcije): grupni efekat, masovni efekat I intraspecifična konkurencija.

Grupni efekat.

Mnogi živi organizmi koji mogu živjeti sami formiraju grupe. Često u prirodi možete vidjeti kako neke vrste rastu u grupama biljke. To im daje priliku da ubrzaju svoj rast. Životinje također formiraju grupe. U takvim uslovima bolje preživljavaju. Kada žive zajedno, životinjama je lakše da se brane, dobijaju hranu, štite svoje potomstvo i prežive nepovoljne faktore životne sredine. Dakle, grupni efekat ima pozitivan uticaj na sve članove grupe.

Grupe u koje su životinje ujedinjene mogu varirati po veličini. Na primjer, kormorani, koji formiraju ogromne kolonije na obalama Perua, mogu postojati samo ako u koloniji ima najmanje 10 tisuća ptica, a na 1 kvadratnom metru teritorije postoje tri gnijezda. Poznato je da za opstanak afričkih slonova, stado se mora sastojati od najmanje 25 jedinki, a stado sobova - od 300-400 životinja. Čopor vukova može brojati do desetak jedinki.

Jednostavne agregacije (privremene ili trajne) mogu se razviti u složene grupe koje se sastoje od specijalizovanih jedinki koje obavljaju svoju inherentnu funkciju u toj grupi (porodice pčela, mrava ili termita).

Masovni efekat.

Masovni efekat je pojava koja se javlja kada je životni prostor prenaseljen. Naravno, pri kombinovanju u grupe, posebno velike, dolazi i do određene prenaseljenosti, ali postoji velika razlika između grupnih i masovnih efekata. Prvi daje prednosti svakom članu udruženja, dok drugi, naprotiv, potiskuje životnu aktivnost svih, odnosno ima negativne posljedice. Na primjer, efekat mase nastaje kada se kičmenjaci okupe. Ako se veliki broj eksperimentalnih štakora drži u jednom kavezu, tada će njihovo ponašanje ispoljavati aktove agresivnosti. Kada se životinje dugo drže u takvim uslovima, embrioni gravidnih ženki se rastvaraju, agresivnost se toliko povećava da štakori jedni drugima odgrizaju repove, uši i udove.

Masovno djelovanje visoko organiziranih organizama dovodi do stresnog stanja. Kod ljudi to može uzrokovati mentalne poremećaje i nervne slomove.

Intraspecifično takmičenje.

Uvek postoji neka vrsta nadmetanja između jedinki iste vrste za postizanje najboljih uslova za život. Što je veća gustina naseljenosti određene grupe organizama, to je konkurencija intenzivnija. Takvo nadmetanje između organizama iste vrste za određene uslove postojanja naziva se intraspecifična konkurencija.

Masovni efekat i intraspecifična konkurencija nisu identični koncepti. Ako se prva pojava javlja za relativno kratko vrijeme, a zatim se završi razrjeđivanjem grupe (smrtnost, kanibalizam, smanjena plodnost, itd.), tada unutarspecifična konkurencija postoji stalno i u konačnici dovodi do šireg prilagođavanja vrste na uvjete okoline. Vrsta postaje ekološki prilagođenija. Kao rezultat unutarvrste konkurencije, sama vrsta je očuvana i ne uništava se kao rezultat takve borbe.

Intraspecifična konkurencija se može manifestirati u svemu što organizmi iste vrste mogu tvrditi. Kod biljaka koje gusto rastu, može doći do konkurencije za svjetlost, mineralnu ishranu itd. Na primjer, hrast, kada raste zasebno, ima sferičnu krošnju, prilično je raširenu, jer donje bočne grane primaju dovoljnu količinu svjetlosti. U hrastovim zasadima u šumi, donje grane su zasjenjene gornjim. Grane koje ne primaju dovoljno svjetla umiru. Kako hrast raste u visinu, donje grane brzo otpadaju, a drvo poprima šumski oblik - dugačko cilindrično deblo i krošnja grana na vrhu stabla.

Kod životinja se javlja konkurencija za određenu teritoriju, hranu, mjesta gniježđenja itd. Aktivnim životinjama je lakše izbjeći oštru konkurenciju, ali to i dalje utiče na njih. Po pravilu, oni koji izbjegavaju konkurenciju često se nađu u nepovoljnim uvjetima, primorani su, poput biljaka (ili vezanih vrsta životinja), da se prilagode uvjetima kojima moraju biti zadovoljni.

Heterotipske reakcije.

Tabela 1.2.4. Oblici međuvrsnih interakcija

	Vrste zauzimaju		Vrste zauzimaju
Oblik interakcije (koakcije)	jedna teritorija (zajedno žive)		različite teritorije (žive odvojeno)
	Pogled A	Pogled B	Pogled A	Pogled B
Neutralizam
Komensalizam (tip A - komenzal)
Protocooperation
Mutualizam
Amensalizam (tip A - amensal, tip B - inhibitor)
Predacija (vrsta A - grabežljivac, vrsta B - plijen)
Konkurencija

0 - interakcija između vrsta ne proizvodi dobitke i ne uzrokuje štetu ni jednoj strani;

Interakcije između vrsta proizvode pozitivne posljedice; --interakcija između vrsta proizvodi negativne posljedice.

Neutralizam.

Najčešći oblik interakcije javlja se kada organizmi različitih vrsta, koji zauzimaju istu teritoriju, ne utiču jedni na druge ni na koji način. Šuma je dom velikog broja vrsta i mnoge od njih održavaju neutralne odnose. Na primjer, vjeverica i jež žive u istoj šumi, ali imaju neutralan odnos, kao i mnogi drugi organizmi. Međutim, ovi organizmi su dio istog ekosistema. Oni su elementi jedne cjeline, pa se stoga detaljnim proučavanjem ipak mogu pronaći ne direktne, već posredne, prilično suptilne i na prvi pogled nevidljive veze.

Jedi. Doom u svojoj “Popular Ecology” daje duhovit, ali vrlo prikladan primjer takvih veza. On piše da u Engleskoj stare neudate žene podržavaju moć kraljeve garde. A veza između gardista i žena je prilično jednostavna. Neudate žene, po pravilu, uzgajaju mačke, a mačke love miševe. Što više mačaka, to je manje miševa na poljima. Miševi su neprijatelji bumbara jer uništavaju njihove rupe u kojima žive. Što je manje miševa, to je više bumbara. Bumbari, kao što znate, nisu jedini oprašivači djeteline. Više bumbara na poljima znači veću žetvu djeteline. Konje se pasu na djetelini, a stražari rado jedu konjsko meso. Iza ovog primjera u prirodi možete pronaći mnoge skrivene veze između različitih organizama. Iako u prirodi, kao što se može vidjeti iz primjera, mačke imaju neutralan odnos s konjima ili dzhmelima, one su posredno povezane s njima.

Komensalizam.

Mnoge vrste organizama ulaze u odnose od kojih koristi samo jedna strana, dok druga od toga ne pati i ništa nije korisno. Ovaj oblik interakcije između organizama naziva se komenzalizam. Komensalizam se često manifestira kao koegzistencija različitih organizama. Dakle, insekti često žive u jazbinama sisara ili ptičjim gnijezdima.

Često možete vidjeti takvo zajedničko naselje kada vrapci grade gnijezda u gnijezdima velikih ptica grabljivica ili roda. Za ptice grabljivice blizina vrabaca ne smeta, ali za same vrapce pouzdana je zaštita njihovih gnijezda.

U prirodi postoji čak i vrsta koja se zove komenzalni rak. Ovaj mali, graciozni rak rado se smjesti u plaštnu šupljinu kamenica. Time ne uznemirava mekušca, ali i sam dobija zaklon, svježe porcije vode i hranljive čestice koje do njega dopiru s vodom.

Protocooperation.

Sljedeći korak u zajedničkom pozitivnom sadejstvu dvaju organizama različitih vrsta je proto-saradnja, u kojem obje vrste imaju koristi od interakcije. Naravno, ove vrste mogu postojati odvojeno bez ikakvih gubitaka. Ovaj oblik interakcije se još naziva primarna saradnja, ili saradnju.

U moru ovaj obostrano koristan, ali ne i obavezan oblik interakcije nastaje kada se rakovi i oluci spoje. Anemone se, na primjer, često naseljavaju na dorzalnoj strani rakova, kamufliraju ih i štite svojim ubodnim pipcima. Zauzvrat, morske anemone dobijaju komadiće hrane od rakova koji su ostali od njihovog obroka i koriste rakove kao prevozno sredstvo. I rakovi i morske anemone mogu slobodno i samostalno egzistirati u akumulaciji, ali kada su u blizini, rak čak koristi svoju kandžu da presađuje morsku anemonu na sebe.

Zajedničko gniježđenje ptica različitih vrsta u istoj koloniji (čaplje i kormorani, močvarice i čigre različitih vrsta, itd.) također je primjer saradnje u kojoj obje strane imaju koristi, na primjer, u zaštiti od predatora.

Mutualizam.

Mutualizam (ili obavezna simbioza) je sljedeća faza obostrano korisnog prilagođavanja različitih vrsta jedna drugoj. Razlikuje se od protokolarne saradnje po svojoj zavisnosti. Ako u protokolarnoj saradnji organizmi koji stupaju u komunikaciju mogu postojati odvojeno i nezavisno jedan od drugog, onda je u mutualizmu postojanje ovih organizama odvojeno nemoguće.

Ova vrsta koakcije se često javlja kod sasvim različitih organizama, sistematski udaljenih, sa različitim potrebama. Primjer za to je odnos između bakterija koje fiksiraju dušik (bakterije vezikule) i mahunarki. Supstance koje luči korijenski sistem mahunarki podstiču rast vezikularnih bakterija, a otpadni produkti bakterija dovode do deformacije korijenskih dlačica, čime počinje stvaranje vezikula. Bakterije imaju sposobnost asimilacije atmosferskog dušika, koji je nedostatak u tlu, ali bitan makronutrijent za biljke, koji u ovom slučaju daje velika korist mahunarke.

U prirodi je odnos gljiva i korijena biljaka prilično čest, tzv mikoriza. Micelij, u interakciji s tkivima korijena, formira neku vrstu organa koji pomaže biljci da efikasnije apsorbira minerale iz tla. Iz ove interakcije gljive dobijaju proizvode fotosinteze biljaka. Mnoge vrste drveća ne mogu rasti bez mikorize, a određene vrste gljiva formiraju mikorizu s korijenjem pojedinih vrsta drveća (hrast i vrganj, breza i vrganj itd.).

Klasičan primjer mutualizma su lišajevi, koji kombiniraju simbiotski odnos između gljiva i algi. Funkcionalne i fiziološke veze između njih su toliko bliske da se smatraju odvojenim grupa organizmi. Gljivice u ovom sistemu alge opskrbljuju vodom i mineralnim solima, a alge, zauzvrat, opskrbljuju gljivu organskim tvarima koje sama sintetizira.

Amensalizam.

IN prirodno okruženje Nemaju svi organizmi pozitivno jedni na druge. Mnogo je slučajeva kada, da bi osigurale egzistenciju, jedna vrsta šteti drugoj. Ovaj oblik ko-djelovanja, u kojem jedna vrsta organizma potiskuje rast i razmnožavanje organizma druge vrste, a da pritom ništa ne izgubi, naziva se amensalizam (antibioza). Depresivan pogled u paru koji je u interakciji se zove amensalom, a onaj koji potiskuje - inhibitor.

Amensalizam se najbolje proučava kod biljaka. Tokom svog života biljke ispuštaju u životnu sredinu hemijske supstance, koji su faktori koji utiču na druge organizme. Što se tiče biljaka, amensalizam ima svoje ime - alelopatija. Poznato je da zbog oslobađanja otrovnih tvari svojim korijenjem, Nechuyviter volokhatenki istiskuje druge jednogodišnje biljke i formira neprekidne jednovrstne šikare na velikim površinama. Na poljima pšenična trava i drugi korovi istiskuju ili potiskuju kultivisane biljke. Orah i hrast potiskuju zeljastu vegetaciju pod svojim krošnjama.

Biljke mogu lučiti alelopatske tvari ne samo iz svog korijena, već i iz nadzemnog dijela tijela. Zovu se hlapljive alelopatske tvari koje biljke ispuštaju u zrak fitoncidi. U osnovi, oni imaju destruktivni učinak na mikroorganizme. Svima je poznato antimikrobno preventivno dejstvo belog luka, luka i hrena. Četinari proizvode mnogo fitoncida. Jedan hektar zasada obične kleke proizvodi više od 30 kg fitoncida godišnje. Četinarske vrste se često koriste u naseljena područja za stvaranje sanitarnih zaštitnih traka oko raznih industrija, što pomaže u čišćenju zraka.

Fitoncidi negativno utječu ne samo na mikroorganizme, već i na životinje. Razne biljke se dugo koriste u svakodnevnom životu za kontrolu insekata. Dakle, baglica i lavanda su dobar lek za borbu protiv moljaca.

Antibioza je poznata i kod mikroorganizama. Prvo je otkriveno. Babeš (1885) i ponovo otkrio A. Fleming (1929). Pokazalo se da penicilinske gljive luče supstancu (penicilin) ​​koja inhibira rast bakterija. Opšte je poznato da neke bakterije mliječne kiseline zakiseljuju svoju okolinu tako da u njoj ne mogu postojati truležne bakterije, koje zahtijevaju alkalnu ili neutralnu sredinu. Alelopatske hemikalije iz mikroorganizama poznate su kao antibiotici. Već je opisano preko 4 hiljade antibiotika, ali samo oko 60 njihovih vrsta ima široku primjenu u medicinskoj praksi.

Životinje se također mogu zaštititi od neprijatelja izlučivanjem tvari koje imaju smrad(na primjer, među gmazovima - lešinari kornjače, zmije; ptice - pilići hoopoe; sisavci - tvorovi, tvorovi).

Predation.

Krađom u širem smislu riječi smatra se način dobivanja hrane i hranjenja životinja (ponekad biljaka), pri čemu one hvataju, ubijaju i jedu druge životinje. Ponekad se pod ovim pojmom podrazumijeva svaka konzumacija nekih organizama od strane drugih, tj. takvi odnosi između organizama u kojima neki koriste druge kao hranu. S tim razumijevanjem, zec je grabežljivac u odnosu na travu koju konzumira. Ali mi ćemo koristiti uže razumijevanje grabežljivca, u kojem se jedan organizam hrani drugim, što je blisko prvom u sistematskom smislu (na primjer, insekti koji se hrane insektima; ribe koje se hrane ribom; ptice koje se hrane gmazovima, ptice i sisari; sisari koji se hrane pticama i sisarima). Ekstremni slučaj predatorstva, u kojem se vrsta hrani organizmima svoje vrste, naziva se kanibalizam.

Ponekad grabežljivac odabire plijen u takvom broju da to ne utječe negativno na njegovu veličinu populacije. Na taj način grabežljivac doprinosi boljem stanju populacije plijena, koja se također već prilagodila pritisku grabežljivca. Stopa nataliteta u populacijama plijena je viša od one koja je potrebna za normalno održavanje populacije. Slikovito rečeno, populacija plijena uzima u obzir ono što bi grabežljivac trebao odabrati.

Interspecifično takmičenje.

Između organizama različitih vrsta, kao i između organizama iste vrste, nastaju interakcije kroz koje oni pokušavaju dobiti isti resurs. Takva saradnja između razne vrste nazivaju se međuvrsnom konkurencijom. Drugim riječima, možemo reći da je međuvrsna konkurencija svaka interakcija između populacija različitih vrsta koja negativno utječe na njihov rast i opstanak.

Posljedice takve konkurencije mogu biti izmještanje jednog organizma drugim iz određenog ekološkog sistema (princip kompetitivne isključenosti). Istovremeno, konkurencija promoviše nastanak mnogih adaptacija kroz proces selekcije, što dovodi do raznolikosti vrsta koje postoje u određenoj zajednici ili regiji.

Kompetitivna interakcija može se odnositi na prostor, hranu ili hranljive materije, svetlost i mnoge druge faktore. Interspecifična konkurencija, u zavisnosti od toga na čemu se zasniva, može dovesti ili do uspostavljanja ravnoteže između dvije vrste, ili, uz žešću konkurenciju, do zamjene populacije jedne vrste populacijom druge. Također, rezultat konkurencije može biti da jedna vrsta premjesti drugu na drugo mjesto ili je prisili da se prebaci na druge resurse.

3.1. Abiotski faktori

Abiotički (od grčkog - beživotni) faktori su komponente i pojave nežive, neorganske prirode koje direktno ili indirektno utiču na žive organizme. U skladu sa postojećom klasifikacijom razlikuju se sljedeći abiotički faktori: klimatski, edafski (tlo), orografski ili topografski, hidrografski (vodna sredina), hemijski (tabela 1). Neki od najvažnijih abiotičkih faktora su svjetlost, temperatura i vlažnost.

Tabela 1 – Klasifikacija faktora okoline

Abiotski faktori	Biotic	Antropogena
klima: sunčevo zračenje, svjetlosni i svjetlosni uslovi, temperatura, vlažnost, padavine, vjetar, pritisak itd. edafski: mehanički i hemijski sastav zemljišta, kapacitet vlage, vodeni, vazdušni i toplotni uslovi zemljišta, nivo podzemnih voda i dr. Orografski (topografski): reljef (odnosi se na indirektno djelujuće faktore okoliša, jer ne utječe direktno na život organizama); ekspozicija (lokacija reljefnih elemenata u odnosu na kardinalne tačke i preovlađujući vjetrovi koji donose vlagu); visina iznad nivoa mora. Hidrografski: faktori vodene sredine. Hemijski: gasni sastav atmosfere, slani sastav vode.	fitogen (utjecaj biljaka) Zoogena (uticaj životinje) biotički faktori se dijele na: takmičenje, grabežljivac,	sa ljudskom aktivnošću

Light. Sunčevo zračenje služi kao glavni izvor energije za sve procese koji se odvijaju na Zemlji. U spektru sunčevog zračenja razlikuju se područja različitog biološkog djelovanja: ultraljubičasta, vidljiva i infracrvena. Ultraljubičaste zrake s talasnom dužinom manjom od 0,290 mikrona su destruktivne za sva živa bića. Ovo zračenje odlaže ozonski omotač atmosfere, a samo dio ultraljubičastih zraka (0,300-0,400 mikrona) dopire do površine Zemlje, što u malim dozama ima blagotvoran učinak na organizme.

Vidljive zrake imaju talasnu dužinu od 0,400-0,750 mikrona i čine većinu energije sunčevog zračenja koja dopire do površine Zemlje. Ovi zraci su posebno bitan za život na Zemlji. Zelene biljke sintetiziraju organske tvari koristeći energiju ovog određenog dijela sunčevog spektra. Infracrvene zrake sa talasnom dužinom većom od 0,750 mikrona ljudsko oko ne percipira, ali se percipira kao toplota i važan su izvor unutrašnje energije. Svetlost, dakle, ima dvosmislen efekat na organizme. S jedne strane, on je primarni izvor energije bez kojeg je život na Zemlji nemoguć, s druge strane može imati negativan učinak na organizme.

Lagani način rada . Prilikom prolaska kroz atmosferski vazduh sunčeva svetlost(Slika 3.1) se reflektuje, raspršuje i apsorbuje. Svako stanište karakterizira određeni svjetlosni režim. Ustanovljava se odnosom intenziteta (jačine), količine i kvaliteta svjetlosti. Pokazatelji svjetlosnog režima su veoma promjenjivi i zavise od geografskog položaja, terena, nadmorske visine, atmosferskih uslova, doba godine i dana, vrste vegetacije i drugih faktora. Intenzitet, ili jačina svjetlosti, mjeri se brojem džula po 1 cm 2 horizontalne površine u minuti. Na ovaj pokazatelj najznačajnije utiču karakteristike reljefa: na južnim padinama intenzitet svjetlosti je veći nego na sjevernim. Direktno svjetlo je najintenzivnije, ali biljke potpunije koriste difuzno svjetlo. Količina svjetlosti je indikator koji je određen ukupnim zračenjem. Za određivanje svjetlosnog režima uzima se u obzir i količina reflektirane svjetlosti, takozvani albedo. Izražava se kao procenat ukupnog zračenja. Na primjer, albedo zelenog lišća javora je 10%, a albedo požutjelog jesenjeg lišća je 28%. Treba naglasiti da biljke reflektuju uglavnom fiziološki neaktivne zrake.

U odnosu na svjetlost razlikuju se sljedeće ekološke grupe biljaka: svjetloljubivi(svjetlo), senko-loving(sjena), otporan na senke. Vrste koje vole svjetlo žive u šumskoj zoni na otvorenim mjestima i rijetke su. Formiraju rijedak i niski vegetacijski pokrivač kako ne bi zasjenjivali jedni druge. Biljke koje vole sjenu ne podnose jaku svjetlost i žive pod krošnjama šume u stalnoj sjeni. To su uglavnom šumske biljke. Biljke otporne na sjenu mogu živjeti pri dobrom osvjetljenju, ali lako podnose sjenčanje. To uključuje većinu šumskih biljaka. Zbog ovog specifičnog staništa ove grupe biljaka odlikuju se određenim osobinama prilagođavanja. U šumi biljke otporne na sjenu formiraju gusto zatvorene sastojine. Pod njihovim krošnjama mogu rasti drveće i grmlje otporne na sjenu, a ispod njih mogu rasti još grmlje i začinsko bilje otpornije na sjenu.

Slika 3.1 – Bilans sunčevog zračenja na površini

Zemlja danju (prema N. I. Nikolaikin, 2004)

Svetlost je uslov za orijentaciju životinja. Životinje se dijele na dnevne, noćne i krepuskularne vrste. Svjetlosni režim također utječe na geografsku rasprostranjenost životinja. Tako se pojedine vrste ptica i sisara ljeti naseljavaju u visokim geografskim širinama s dugim polarnim danima, a u jesen, kada se dani skrate, migriraju ili migriraju na jug.

Jedan od najvažnijih faktora životne sredine, nezamjenjiv i univerzalni faktor je temperaturu . Određuje nivo aktivnosti organizama, utiče metabolički procesi, reprodukciju, razvoj i druge aspekte njihovog života. Rasprostranjenost organizama zavisi od toga. Treba napomenuti da se u zavisnosti od telesne temperature razlikuju poikilotermni i homeotermni organizmi. Poikilotermni organizmi (od grčkog - raznovrstan i toplina) su hladnokrvne životinje s nestabilnom unutrašnjom temperaturom tijela, koja varira ovisno o temperaturi okoline. To uključuje sve beskičmenjake, a kralježnjaci uključuju ribe, vodozemce i gmizavce. Njihova tjelesna temperatura je u pravilu 1-2°C viša od vanjske temperature ili joj je jednaka. Kada se temperatura okoline poveća ili smanji iznad optimalnih vrijednosti, ovi organizmi padaju u omamljenost ili umiru. Nedostatak savršenih termoregulacijskih mehanizama kod poikilotermnih životinja posljedica je relativno slabog razvoja. nervni sistem i nisku brzinu metabolizma u poređenju sa homeotermnim organizmima. Homeotermni organizmi su toplokrvne životinje čija je temperatura manje-više konstantna i po pravilu ne zavisi od temperature okoline. To uključuje sisare i ptice, kod kojih je konstantnost temperature povezana sa višim nivoom metabolizma u odnosu na poikilotermne organizme. Osim toga, imaju termoizolacijski sloj (perje, krzno, sloj masti). Temperatura im je relativno visoka: kod sisara je 36-37°C, a kod ptica u mirovanju do 40-41°C.

Termalni način rada . Kao što je navedeno, temperatura je važan faktor životne sredine koji utiče na postojanje, razvoj i distribuciju organizama. Pritom nije bitna samo apsolutna količina topline, već i njena raspodjela u vremenu, odnosno toplinski režim. Toplotni režim biljaka sastoji se od temperaturnih uvjeta koje karakterizira jedno ili drugo trajanje i promjena u određenom nizu u kombinaciji s drugim faktorima. Kod životinja također, u kombinaciji s nizom drugih faktora, određuje njihovu dnevnu i sezonsku aktivnost. Termalni režim je relativno konstantan tokom cijele godine samo u tropskim zonama. Na sjeveru i jugu dnevne i sezonske varijacije temperature rastu s udaljenosti od ekvatora. Biljke i životinje, prilagođavajući se njima, pokazuju različite potrebe za toplinom u različitim periodima. Na primjer, klijanje sjemena događa se na nižim temperaturama od njihovog naknadnog rasta; period cvjetanja zahtijeva više topline nego period zrenja plodova. U različitim organizmima biološki procesi na optimalnim temperaturama se pokoravaju van't Hoffovo pravilo, prema kojem se brzina hemijskih reakcija povećava 2-3 puta sa porastom temperature za svakih 10° C. Za biljke, poput životinja, važna je ukupna količina toplote koju mogu primiti iz okoline. Temperature koje leže iznad donjeg praga razvoja i ne prelaze gornji prag nazivaju se efektivnim temperaturama. Količina toplote potrebna za razvoj određena je zbirom efektivnih temperatura, odnosno zbirom toplote. Efektivna temperatura se može lako odrediti poznavanjem donjeg praga razvoja i posmatrane temperature. Na primjer, ako je donji prag za razvoj organizma 10°C, a temperatura je ovog trenutka 25° C, zatim efektivna temperatura biće jednaka 15° C (25–10° C). Zbir efektivnih temperatura za svaku vrstu biljaka i poikilotermnih životinja je relativno konstantna vrijednost.

Biljke imaju različite anatomske, morfološke i fiziološke adaptacije koje izglađuju štetne efekte visokih i niskih temperatura: intenzitet transpiracije (kako se temperatura smanjuje, isparavanje vode kroz stomate dolazi manje intenzivno i kao rezultat toga se smanjuje prijenos topline i obrnuto); nakupljanje soli u ćelijama koje menjaju temperaturu plazma koagulacije, svojstvo hlorofila da sprečava prodor najtoplije sunčeve svetlosti. Akumulacija šećera i drugih tvari u stanicama biljaka otpornih na mraz koji povećavaju koncentraciju ćelijskog soka čini biljku otpornijom i od velike je važnosti za njihovu termoregulaciju. Uticaj termičkih uslova može se vidjeti i kod životinja. Kako se udaljavamo od polova prema ekvatoru, veličine sistematski sličnih životinja s nestabilnom tjelesnom temperaturom se povećavaju, a s konstantnom se smanjuju. Ova odredba odražava Bergmanovo pravilo. Jedan od razloga za ovu pojavu je povećanje temperature u tropima i suptropima. Kod malih oblika povećava se relativna površina tijela i povećava prijenos topline, što negativno djeluje u umjerenim i visokim geografskim širinama, prvenstveno na životinje s nestabilnom tjelesnom temperaturom. Tjelesna temperatura organizama ima značajan oblik oblikovanja. Pod uticajem toplotnog faktora formiraju takve morfološke karakteristike kao reflektirajuća površina; masne naslage, paperje, perje i krzno kod ptica i sisara. Na Arktiku, visoko u planinama, većina insekata je tamne boje, što poboljšava apsorpciju sunčeve svjetlosti. Kod životinja sa konstantnom tjelesnom temperaturom u hladnim klimatskim zonama, postoji tendencija smanjenja površine izbočenih dijelova tijela - Allenovo pravilo, jer oslobađaju najveću količinu toplote u okolinu (slika 3.2). Kod sisara, na niskim temperaturama, veličina repa, udova i ušiju je relativno smanjena, a dlaka se bolje razvija. Dakle, veličina ušiju arktičke lisice (stanovnika tundre) je mala; povećavaju se kod lisice, tipične za umjerene geografske širine, i postaju prilično velike kod lisice feneka (stanovnika pustinja Afrike). Općenito, u odnosu na temperaturu, anatomske i morfološke promjene i kod biljaka i kod životinja prvenstveno su usmjerene na regulaciju nivoa toplinskih gubitaka. U toku dugog istorijskog razvoja, prilagođavajući se periodičnim promenama temperaturnih uslova, organizmi, uključujući i one koji žive u šumama, razvili su različite potrebe za toplotom u različitim periodima života.

Slika 3.2 – Razlike u dužini uha među tri vrste lisica,

žive u različitim geografskim područjima

(prema A. S. Stepanovskikh, 2003.)

Toplotni uslovi takođe utiču na distribuciju biljaka i životinja širom sveta. Istorijski su prilagođeni određenim termičkim uslovima. Stoga je temperaturni faktor direktno povezan sa distribucijom biljaka i životinja. U jednom ili drugom stepenu, on određuje populaciju različitih prirodnih zona po organizmima. 1918. A. Holkins je formulisao bioklimatski zakon. Ustanovio je da postoji prirodna, prilično bliska veza između razvoja fenoloških pojava i geografske širine, dužine i nadmorske visine. Suština ovog zakona je da kako se krećete na sjever, istok i u planine, vrijeme pojave periodičnih pojava (kao što su cvjetanje, plodonošenje, opadanje lišća) u životnoj aktivnosti organizama kasni za 4 dana za svaki stepen. geografske širine, 5 stepeni geografske dužine i približno 100 m visine. Postoji veza između granica rasprostranjenosti biljaka i životinja sa brojem dana u godini sa određenom prosječnom temperaturom. Na primjer, izolinije sa prosječnom dnevnom temperaturom iznad 7°C više od 225 dana u godini poklapaju se s granicom rasprostranjenosti bukve u Europi. Međutim, nisu od velike važnosti prosječne dnevne temperature, već njihova kolebanja u kombinaciji sa drugim faktorima sredine, ekoklimatskim i mikroklimatskim uslovima.

Distribucija toplote je povezana sa razni faktori: prisustvo vodenih tijela (u blizini njih amplituda temperaturnih fluktuacija je manja); karakteristike reljefa, topografija područja. Tako se na sjevernim i južnim padinama brda i jaruga uočavaju prilično velike temperaturne razlike. Teren, koji određuje ekspoziciju kosina, utiče na stepen njihove zagrejanosti. To dovodi do stvaranja nešto drugačijih biljnih asocijacija i životinjskih grupa na južnim i sjevernim padinama. Na jugu tundre šumska vegetacija se nalazi na padinama u riječnim dolinama, u poplavnim ravnicama ili na brdima u sredini ravnice, jer su to mjesta koja se najviše zagrijavaju.

Kako se temperatura zraka mijenja, mijenja se i temperatura tla. Različita tla se različito zagrijavaju ovisno o boji, strukturi, vlažnosti i izloženosti. Zagrijavanje, kao i hlađenje površine tla sprječava vegetacijski pokrivač. Temperatura vazduha pod krošnjama šume je tokom dana uvijek niža nego na otvorenim prostorima, a noću je u šumi toplije nego u polju. To utječe na sastav vrsta životinja: čak i na istom području često su različite.

Važni faktori životne sredine uključuju vlažnost (voda) . Voda je neophodna za svaku protoplazmu. Svi fiziološki procesi odvijaju se uz učešće vode. Živi organizmi koriste vodene otopine (kao što su krv i probavni sokovi) za održavanje svojih fizioloških procesa. Ograničava rast i razvoj biljaka češće nego drugi faktori okoline. Sa ekološke tačke gledišta, voda služi kao ograničavajući faktor kako u kopnenim staništima tako i u vodenim, gdje je njena količina podložna jakim fluktuacijama. Treba napomenuti da kopneni organizmi stalno gube vodu i da im je potrebno redovno dopunjavanje. U procesu evolucije razvili su brojne adaptacije koje reguliraju metabolizam vode. Potrebe za vodom za biljke različiti periodi razvoj varira, posebno među različitim vrstama. Razlikuje se u zavisnosti od klime i tipa tla. Za svaku fazu rasta i fazu razvoja bilo koje vrste biljke izdvaja se kritično razdoblje kada nedostatak vode posebno negativno utiče na njen život. Gotovo svugdje, osim u vlažnim tropima, kopnene biljke doživljavaju sušu, privremeni nedostatak vode. Nedostatak vlage smanjuje rast biljaka i uzrokuje nizak rast i neplodnost zbog nerazvijenosti generativnih organa. Atmosferska suša se snažno manifestira na visokim ljetnim temperaturama, suša tla - sa smanjenjem vlažnosti tla. Istovremeno, postoje biljke koje su osjetljive na jedan ili drugi nedostatak. Bukva može da živi u relativno suvom tlu, ali je veoma osetljiva na vlažnost vazduha. Šumske biljke zahtijevaju visok sadržaj vodene pare u zraku. Vlažnost vazduha određuje učestalost aktivnog života organizama, sezonsku dinamiku životnih ciklusa i utiče na trajanje njihovog razvoja, plodnost i mortalitet.

Kao što vidite, svaki od ovih faktora igra glavnu ulogu u životu organizama. Ali zajedničko djelovanje svjetlosti, temperature i vlage također je važno za njih. Atmosferski gasovi (kiseonik, ugljen-dioksid, vodonik), nutrijenti (fosfor, azot), kalcijum, sumpor, magnezijum, bakar, kobalt, gvožđe, cink, bor, silicijum; struje i pritisak, salinitet i drugi abiotički faktori životne sredine utiču na organizme. Sažeti podaci o glavnim abiotičkim faktorima životne sredine, ritmu i obimu njihovog delovanja prikazani su u tabeli 2.

Prethodno

Uvod

Svakog dana, žureći oko posla, hodate ulicom, drhteći od hladnoće ili znojeći se od vrućine. I nakon radnog dana odeš u radnju i kupiš hranu. Napuštajući radnju, žurno zaustavljate minibus koji prolazi i bespomoćno sjeda na najbliže slobodno sjedište. Mnogima je ovo poznat način života, zar ne? Da li ste ikada razmišljali o tome kako život funkcioniše sa stanovišta životne sredine? Postojanje ljudi, biljaka i životinja moguće je samo kroz njihovu interakciju. Ne može bez uticaja nežive prirode. Svaka od ovih vrsta uticaja ima svoju oznaku. Dakle, postoje samo tri vrste uticaja na životnu sredinu. To su antropogeni, biotički i abiotički faktori. Pogledajmo svaki od njih i njihov utjecaj na prirodu.

1. Antropogeni faktori - uticaj na prirodu svih oblika ljudske delatnosti

Kada se pomene ovaj pojam, ni jedna pozitivna misao ne pada na pamet. Čak i kada ljudi učine nešto dobro za životinje i biljke, to se dešava zbog posljedica prethodnog činjenja lošeg (na primjer, krivolov).

Antropogeni faktori (primjeri):

• Sušenje močvara.
• Đubrenje polja pesticidima.
• Krivolov.
• Industrijski otpad (fotografija).

Zaključak

Kao što vidite, ljudi u osnovi samo nanose štetu okolini. A zbog povećanja ekonomske i industrijske proizvodnje, više ne pomažu ni ekološke mjere koje su uspostavili rijetki volonteri (stvaranje prirodnih rezervata, ekološki skupovi).

2. Biotički faktori – uticaj žive prirode na različite organizme

Jednostavno rečeno, to je interakcija biljaka i životinja međusobno. Može biti i pozitivno i negativno. Postoji nekoliko vrsta takve interakcije:

1. Konkurencija – takvi odnosi između jedinki iste ili različitih vrsta u kojima korištenje određenog resursa od strane jednog od njih smanjuje njegovu dostupnost za druge. Općenito, u nadmetanju se životinje ili biljke međusobno bore za svoj komad kruha

2. Mutualizam je odnos u kojem svaka vrsta dobija određenu korist. Jednostavno, kada se biljke i/ili životinje harmonično nadopunjuju.

3. Komensalizam je oblik simbioze između organizama različitih vrsta, pri čemu jedan od njih koristi dom ili organizam domaćina kao mjesto naseljavanja i može se hraniti ostacima hrane ili proizvodima svoje životne aktivnosti. Istovremeno, vlasniku ne donosi ni štetu ni korist. Sve u svemu, mali, neprimjetan dodatak.

Biotički faktori (primjeri):

Koegzistencija riba i koraljnih polipa, bičastih protozoa i insekata, drveća i ptica (npr. djetlića), čvoraka Mynah i nosoroga.

Zaključak

Unatoč činjenici da biotički faktori mogu biti štetni za životinje, biljke i ljude, oni također imaju velike koristi.

3. Abiotički faktori – uticaj nežive prirode na razne organizme

Da, i neživa priroda također igra važnu ulogu u životnim procesima životinja, biljaka i ljudi. Možda je najvažniji abiotički faktor vrijeme.

Abiotički faktori: primjeri

Abiotički faktori su temperatura, vlažnost, svjetlost, salinitet vode i tla, kao i zrak i njegov plinoviti sastav.

Zaključak

Abiotički faktori mogu biti štetni za životinje, biljke i ljude, ali im i dalje općenito koriste

Zaključak

Jedini faktor koji nikome ne koristi je antropogeni. Da, ni to čovjeku ne donosi ništa dobro, iako je siguran da mijenja prirodu za svoje dobro i ne razmišlja u šta će se to „dobro“ pretvoriti za njega i njegove potomke za deset godina. Ljudi su već potpuno uništili mnoge vrste životinja i biljaka koje su imale svoje mjesto u svjetskom ekosistemu. Zemljina biosfera je poput filma u kojem nema sporednih uloga, sve su glavne. Sada zamislite da su neki od njih uklonjeni. Šta će se dogoditi u filmu? Tako je to u prirodi: ako nestane i najmanje zrno peska, srušiće se velika građevina Života.