Factores ambientales

La interacción entre el hombre y su entorno ha sido objeto de estudio en la medicina en todo momento. Para evaluar los efectos de diversas condiciones ambientales, se propuso el término "factor ecológico", que se utiliza ampliamente en la medicina ambiental.

Un factor (del latín factor - hacer, producir) es la causa, la fuerza impulsora de cualquier proceso, fenómeno, que determina su carácter o determinadas características.

Un factor ambiental es cualquier impacto ambiente, que puede tener un efecto directo o impacto indirecto sobre los organismos vivos. Un factor ambiental es una condición ambiental a la que un organismo vivo reacciona con reacciones adaptativas.

Los factores ambientales determinan las condiciones de vida de los organismos. Las condiciones de existencia de organismos y poblaciones pueden considerarse factores ambientales reguladores.

No todos los factores ambientales (por ejemplo, la luz, la temperatura, la humedad, la presencia de sales, el aporte de nutrientes, etc.) son igualmente importantes para la supervivencia exitosa del organismo. La relación de un organismo con su entorno es un proceso complejo en el que se pueden identificar los eslabones más débiles y “vulnerables”. Aquellos factores que son críticos o limitantes para la vida de un organismo son los de mayor interés, principalmente desde un punto de vista práctico.

La idea de que la resistencia del cuerpo está determinada por su eslabón más débil.

todas sus necesidades, fue expresado por primera vez por K. Liebig en 1840. Formuló un principio que se conoce como ley del mínimo de Liebig: “La sustancia que se encuentra en el mínimo controla la cosecha y determina el tamaño y la estabilidad de esta última en el tiempo. "

La formulación moderna de la ley de J. Liebig es la siguiente: "Las capacidades vitales de un ecosistema están limitadas por aquellos factores ambientales ambientales, cuya cantidad y calidad se acercan al mínimo requerido por el ecosistema; su reducción conduce a la muerte de el organismo o la destrucción del ecosistema”.

El principio, originalmente formulado por K. Liebig, se extiende actualmente a todos los factores ambientales, pero se complementa con dos restricciones:

Se aplica únicamente a sistemas en estado estacionario;

Se refiere no solo a un factor, sino también a un complejo de factores que son de diferente naturaleza e interactúan en su influencia sobre los organismos y las poblaciones.

Según las ideas predominantes, se considera que un factor limitante es aquel en el que se requiere un cambio relativo mínimo en este factor para lograr un cambio relativo dado (suficientemente pequeño) en la respuesta.

Junto a la influencia de una deficiencia, un “mínimo” de factores ambientales, también puede ser negativa la influencia de un exceso, es decir, un máximo de factores como el calor, la luz, la humedad. La idea de la influencia limitante del máximo, junto con el mínimo, fue introducida por V. Shelford en 1913, quien formuló este principio como la “ley de la tolerancia”: El factor limitante en la prosperidad de un organismo (especie) Puede ser tanto el mínimo como el máximo de impacto ambiental, cuyo rango determina la cantidad de resistencia (tolerancia) del cuerpo en relación con este factor.

La ley de tolerancia, formulada por V. Shelford, se complementó con una serie de disposiciones:

Los organismos pueden tener un amplio rango de tolerancia para un factor y un rango estrecho para otro;

Los organismos con un amplio rango de tolerancia son los más extendidos;

El rango de tolerancia para un factor ambiental puede depender de otros factores ambientales;

Si las condiciones para un factor ambiental no son óptimas para una especie, esto también afecta el rango de tolerancia para otros factores ambientales;

Los límites de tolerancia dependen significativamente del estado del cuerpo; Por tanto, los límites de tolerancia de los organismos durante el período reproductivo o en una etapa temprana de desarrollo suelen ser más estrechos que los de los adultos;

El rango entre el mínimo y el máximo de los factores ambientales suele denominarse límites o rango de tolerancia. Para designar los límites de tolerancia a las condiciones ambientales, se utilizan los términos "eurybiont", un organismo con un límite de tolerancia amplio, y "stenobiont", con uno estrecho.

A nivel de comunidades e incluso de especies se conoce el fenómeno de la compensación de factores, que se entiende como la capacidad de adaptarse (adaptarse) a las condiciones ambientales de tal manera que se debilite la influencia limitante de la temperatura, la luz, el agua y otros factores físicos. factores. Las especies con una amplia distribución geográfica casi siempre forman poblaciones adaptadas a las condiciones locales: ecotipos. En relación con las personas, existe el término retrato ecológico.

Se sabe que no todos los factores ambientales naturales son igualmente importantes para la vida humana. Así, se considera que los más importantes son la intensidad de la radiación solar, la temperatura y la humedad del aire, la concentración de oxígeno y dióxido de carbono en la capa de aire del suelo y la composición química del suelo y el agua. El factor ambiental más importante es la alimentación. Para mantener la vida, para el crecimiento y desarrollo, la reproducción y la preservación de la población humana, se necesita energía, que se obtiene del medio ambiente en forma de alimento.

Existen varios enfoques para clasificar los factores ambientales.

En relación al cuerpo, los factores ambientales se dividen en: externos (exógenos) e internos (endógenos). Se cree que los factores externos que actúan sobre el cuerpo no están sujetos a su influencia o casi no lo están. Estos incluyen factores ambiente externo.

Los factores ambientales externos en relación con el ecosistema y los organismos vivos son impactos. La reacción de un ecosistema, biocenosis, poblaciones y organismos individuales a estos impactos se denomina respuesta. La naturaleza de la respuesta a la influencia determina la capacidad del cuerpo para adaptarse a las condiciones ambientales, adaptarse y adquirir resistencia a la influencia. varios factores medio ambiente, incluidos los efectos adversos.

También existe el factor letal (del latín - letalis - mortal). Este es un factor ambiental, cuya acción conduce a la muerte de los organismos vivos.

Cuando se alcanzan determinadas concentraciones, muchos contaminantes químicos y físicos pueden ser letales.

Factores internos correlacionarse con las propiedades del propio organismo y formarlo, es decir, están incluidos en su composición. Los factores internos son el número y la biomasa de las poblaciones, el número de diferentes sustancias químicas, características de la masa de agua o suelo, etc.

Según el criterio de "vida", los factores ambientales se dividen en bióticos y abióticos.

Estos últimos incluyen componentes no vivos del ecosistema y su entorno externo.

Los factores ambientales abióticos son componentes y fenómenos de naturaleza inanimada e inorgánica que afectan directa o indirectamente a los organismos vivos: factores climáticos, edáficos e hidrográficos. Los principales factores ambientales abióticos son la temperatura, la luz, el agua, la salinidad, el oxígeno, características electromagnéticas, la tierra.

Los factores abióticos se dividen en:

Físico

Químico

Los factores bióticos (del griego biotikos - vida) son factores del entorno de vida que afectan la vida de los organismos.

Los factores bióticos se dividen en:

Fitógeno;

Microbiogénico;

Zoógeno:

Antropógeno (sociocultural).

La acción de los factores bióticos se expresa en forma de influencia mutua de algunos organismos sobre la actividad vital de otros organismos y todos juntos sobre el hábitat. Existen: relaciones directas e indirectas entre organismos.

En las últimas décadas se ha utilizado cada vez más el término factores antropogénicos, es decir, causado por el hombre. Los factores antropogénicos se contrastan con los factores naturales o naturales.

Un factor antropogénico es un conjunto de factores e impactos ambientales provocados por la actividad humana en los ecosistemas y la biosfera en su conjunto. Un factor antropogénico es el impacto directo de los humanos sobre los organismos o el impacto sobre los organismos a través de la modificación humana de su hábitat.

Los factores ambientales también se dividen en:

1. Físico

Natural

antropogénico

2. químico

Natural

antropogénico

3. biológico

Natural

antropogénico

4. Social (socio-psicológico)

5. Informativo.

Los factores ecológicos también se dividen en climático-geográficos, biogeográficos, biológicos, así como suelo, agua, atmosféricos, etc.

Factores físicos.

Los factores físicos naturales incluyen:

Climático, incluido el microclima local;

Actividad geomagnética;

Radiación de fondo natural;

Radiación cósmica;

Terreno;

Los factores físicos se dividen en:

Mecánico;

Vibración;

Acústico;

Radiación EM.

Factores antropogénicos físicos:

Microclima de asentamientos y locales;

Contaminación del medio ambiente por radiaciones electromagnéticas (ionizantes y no ionizantes);

La contaminación acústica ambiente;

Contaminación térmica del medio ambiente;

Deformidad entorno visible(cambios de terreno y gama de colores en zonas pobladas).

Factores químicos.

Los factores químicos naturales incluyen:

Composición química de la litosfera:

Composición química de la hidrosfera;

Químico composición atmosférica,

Composición química de los alimentos.

La composición química de la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera depende de composición natural+ liberación de sustancias químicas como resultado de procesos geológicos (por ejemplo, impurezas de sulfuro de hidrógeno como resultado de la erupción de un volcán) y la actividad vital de organismos vivos (por ejemplo, fitoncidas, terpenos en el aire).

Factores químicos antropogénicos:

Desechos domésticos,

Residuos industriales,

Materiales sintéticos, utilizado en la vida cotidiana, la agricultura y producción industrial,

Productos de la industria farmacéutica,

Aditivos alimentarios.

Acción factores químicos en el cuerpo humano puede deberse a:

Exceso o deficiencia de recursos naturales. elementos químicos V

medio ambiente (microelementos naturales);

Contenido excesivo de elementos químicos naturales en el medio ambiente.

medio ambiente asociado a las actividades humanas (contaminación antropogénica),

La presencia en el medio ambiente de elementos químicos inusuales para él.

(xenobióticos) debido a la contaminación antropogénica.

Factores biológicos

Los factores ambientales biológicos o bióticos (del griego biotikos - vida) son factores del entorno de vida que afectan la actividad vital de los organismos. La acción de los factores bióticos se expresa en forma de influencia mutua de unos organismos sobre la actividad vital de otros, así como su influencia conjunta sobre el hábitat.

Factores biológicos:

Bacterias;

Plantas;

protozoos;

Insectos;

Invertebrados (incluidos helmintos);

Vertebrados.

Ambiente social

La salud humana no está determinada enteramente por factores biológicos y propiedades psicológicas. El hombre es un ser social. Vive en una sociedad gobernada por las leyes estatales, por un lado, y por el otro, por las llamadas leyes generalmente aceptadas, pautas morales, reglas de conducta, incluidas aquellas que implican diversas restricciones, etc.

La sociedad se vuelve cada año más compleja y tiene un impacto cada vez mayor en la salud del individuo, la población y la sociedad. Para disfrutar de los beneficios de una sociedad civilizada, una persona debe vivir en estricta dependencia del estilo de vida aceptado en la sociedad. Por estos beneficios, a menudo muy dudosos, el individuo paga con parte de su libertad, o completamente con toda su libertad. Pero una persona que no es libre y dependiente no puede estar completamente sana y feliz. Una parte de la libertad humana, otorgada a una sociedad tecnocrítica a cambio de las ventajas de la vida civilizada, lo mantiene constantemente en un estado de tensión neuropsíquica. El estrés neuropsíquico constante y el sobreesfuerzo conducen a una disminución de la estabilidad mental debido a una disminución de las capacidades de reserva. sistema nervioso. Además, existen muchos factores sociales que pueden provocar un deterioro de las capacidades de adaptación de una persona y el desarrollo de diversas enfermedades. Estos incluyen el desorden social, la incertidumbre sobre el futuro y la opresión moral, que se consideran los principales factores de riesgo.

Factores sociales

Los factores sociales se dividen en:

1. sistema social;

2. sector productivo (industria, agricultura);

3. ámbito doméstico;

4. educación y cultura;

5. población;

6. Zoológico y medicina;

7. otras esferas.

También existe la siguiente agrupación de factores sociales:

1. politica social, formando el sociotipo;

2. Seguridad Social, que tiene un impacto directo en la formación de la salud;

3. Política ambiental que configura el ecotipo.

El sociotipo es una característica indirecta de la carga social integral basada en la totalidad de factores del entorno social.

El sociotipo incluye:

2. las condiciones de trabajo, recreación y vida.

Cualquier factor ambiental en relación con una persona puede ser: a) favorable: contribuir a su salud, desarrollo y realización; b) desfavorable, provocando su enfermedad y degradación, c) ejerciendo influencias de ambas clases. También es igualmente obvio que, en realidad, la mayoría de las influencias pertenecen al último tipo y tienen lados tanto positivos como negativos.

En ecología existe una ley del óptimo, según la cual cualquier entorno

el factor tiene ciertos límites de influencia positiva en los organismos vivos. El factor óptimo es la intensidad del factor ambiental más favorable para el organismo.

Los impactos también pueden variar en escala: algunos afectan a toda la población del país en su conjunto, otros (residentes de una región en particular, otros) aislados por características demográficas grupos, cuarto: un ciudadano individual.

La interacción de factores es el impacto total simultáneo o secuencial sobre los organismos de diversos factores naturales y antropogénicos, que conducen a un debilitamiento, fortalecimiento o modificación de la acción de un factor individual.

El sinergismo es el efecto combinado de dos o más factores, caracterizado por el hecho de que su efecto biológico combinado excede significativamente el efecto de cada componente y su suma.

Debe entenderse y recordarse que el principal daño a la salud no es causado por factores ambientales individuales, sino por la carga ambiental total integrada en el cuerpo. Consta de una carga ambiental y una carga social.

La carga ambiental es un conjunto de factores y condiciones del entorno natural y artificial desfavorables para la salud humana. El ecotipo es una característica indirecta de la carga ambiental integral basada en una combinación de factores ambientales naturales y provocados por el hombre.

Las evaluaciones de ecotipo requieren datos higiénicos sobre:

Calidad de la vivienda,

Agua potable,

Aire,

suelos, alimento,

Medicamentos, etc

La carga social es un conjunto de factores y condiciones de la vida social desfavorables para la salud humana.

Factores ambientales que configuran la salud pública

1. Características climáticas y geográficas.

2. Características socioeconómicas del lugar de residencia (ciudad, pueblo).

3. Características sanitarias e higiénicas del medio ambiente (aire, agua, suelo).

4. Peculiaridades de la nutrición de la población.

5. Características actividad laboral:

Profesión,

Condiciones de trabajo sanitarias e higiénicas,

La presencia de riesgos laborales,

Microclima psicológico en el servicio,

6. Factores familiares y del hogar:

Composición familiar,

La naturaleza de la vivienda.

Ingreso promedio por 1 miembro de la familia,

Organización de la vida familiar.

Distribución del tiempo no trabajado,

Clima psicológico en la familia.

Indicadores que caracterizan la actitud ante el estado de salud y determinan la actividad para mantenerlo:

1. Evaluación subjetiva propia salud (sana, enferma).

2. Determinar el lugar de la salud personal y la salud de los miembros de la familia en el sistema de valores individuales (jerarquía de valores).

3. Conciencia de los factores que contribuyen a la preservación y fortalecimiento de la salud.

4. Disponibilidad malos hábitos y dependencias.

El término "ecología" fue introducido en la ciencia por el científico alemán Ernst Haeckel en 1869. Es bastante fácil dar una definición formal, ya que la palabra "ecología" proviene de las palabras griegas "oikos" - vivienda, refugio y "logos" - ciencia. Por tanto, la ecología suele definirse como la ciencia de las relaciones entre organismos o grupos de organismos (poblaciones, especies) con su entorno. En otras palabras, el tema de la ecología es un conjunto de conexiones entre los organismos y las condiciones de su existencia (medio ambiente), de las que depende el éxito de su supervivencia, desarrollo, reproducción, distribución y competitividad.

En botánica, el término "ecología" fue utilizado por primera vez por el botánico danés E. Warming en 1895.

En un sentido amplio, se entiende por medio (o medio ambiente) un conjunto de cuerpos materiales, fenómenos y energías, ondas y campos que de una forma u otra influyen. Sin embargo, los diferentes entornos están lejos de ser percibidos de la misma manera por un organismo vivo, ya que su significado para la vida es diferente. Entre ellos se encuentran prácticamente indiferentes a las plantas, por ejemplo, los gases inertes contenidos en la atmósfera. Otros elementos del medio ambiente, por el contrario, tienen un efecto notable, a menudo significativo, en la planta. Se llaman factores ambientales. Se trata, por ejemplo, de la luz, del agua de la atmósfera y del suelo, del aire, de la salinización de las aguas subterráneas, de la radiactividad natural y artificial, etc.). Con la profundización de nuestro conocimiento, la lista de factores ambientales se va ampliando, ya que en algunos casos se descubre que las plantas son capaces de responder a elementos del entorno que antes se consideraban indiferentes (por ejemplo, un campo magnético, exposición a ruidos fuertes, campos eléctricos etc.).

Clasificación de factores ambientales.

Los factores ambientales se pueden clasificar en diferentes sistemas de coordenadas conceptuales.

Hay, por ejemplo, factores ambientales relacionados con los recursos y no relacionados con los recursos. Los factores de recursos son sustancias y (o) involucradas en el ciclo biológico de una comunidad vegetal (por ejemplo, luz, agua, contenido de nutrientes minerales en el suelo, etc.); En consecuencia, los factores ajenos a los recursos no participan en los ciclos de transformación de materia y energía y ecosistemas (por ejemplo, el relieve).

También hay factores ambientales directos e indirectos. Los primeros afectan directamente el metabolismo, los procesos de morfogénesis, el crecimiento y el desarrollo (luz), los segundos afectan al cuerpo a través de cambios en otros factores (por ejemplo, formas de interacciones transabióticas y transbióticas). Dado que en diferentes situaciones ambientales muchos factores pueden actuar tanto directa como indirectamente, es mejor hablar no de la separación de factores, sino de su efecto directo o indirecto sobre la planta.

La clasificación de factores ambientales más utilizada según su origen y naturaleza de acción es:

I. Factores abióticos:

a) climático: luz, calor (su composición y movimiento), humedad (incluida la precipitación en diferentes formas, humedad del aire), etc.;

b) propiedades edáficas (o suelo-suelo): físicas (composición granulométrica, permeabilidad al agua) y químicas (pH del suelo, contenido de nutrientes minerales, macro y microelementos, etc.) de los suelos;

c) topográfico (u orográfico) - condiciones de relieve.

II. Factores bioticos:

a) fitogénico: efectos directos e indirectos de las plantas cohabitantes;

b) zoogénico: influencia directa e indirecta de los animales (comer, pisotear, excavar, polinizar, distribuir frutos y semillas);

c) factores procariotogénicos: la influencia de bacterias y algas verdiazules (efectos negativos de bacterias fitopatógenas, efectos positivos de bacterias fijadoras de nitrógeno, actinomicetos y cianuros de vida libre y asociadas simbióticamente);

Puedes leer más sobre los factores bióticos en el artículo.

Las formas específicas de impacto humano sobre la vegetación, su dirección y escala permiten identificar factores antropogénicos.

III. Factores antropogénicos asociados con formas multilaterales de actividad agrícola humana (pastoreo, producción de heno), actividades industriales (emisiones de gases, construcción, minería, transporte, comunicaciones y oleoductos), exploración espacial y actividades recreativas.

Esta simple clasificación no se ajusta a todo, sino sólo a los principales factores ambientales. Hay otras plantas que son menos esenciales para la vida (la electricidad atmosférica, el campo magnético de la Tierra, radiación ionizante y etc.).

Tengamos en cuenta, sin embargo, que la división anterior es hasta cierto punto arbitraria, ya que (y es importante enfatizar esto tanto teórica como prácticamente) el medio ambiente afecta al organismo en su conjunto, y la separación de factores y su clasificación no es más que que una técnica metodológica, facilitando el conocimiento y estudio de los patrones de relaciones entre las plantas y el medio ambiente.

Patrones generales de influencia de los factores ambientales.

La influencia de los factores ambientales en un organismo vivo es muy diversa. Algunos factores (principales) tienen un impacto más fuerte, otros (secundarios) tienen un efecto más débil; Algunos factores influyen en todos los aspectos de la vida de una planta, otros influyen en cualquier proceso de vida específico. Sin embargo, es posible imaginar un diagrama general de la dependencia de la reacción del cuerpo bajo la influencia de un factor ambiental.

Si se traza a lo largo del eje de abscisas (X) ( , concentración de sales en la solución del suelo, pH, iluminación del hábitat, etc.) la intensidad del factor en su expresión física, y a lo largo del eje de ordenadas (Y) - la reacción del organismo o población a este factor en su expresión cuantitativa (intensidad de un proceso fisiológico particular - fotosíntesis, absorción de agua por las raíces, crecimiento, etc.; características morfológicas - altura de la planta, tamaño de las hojas, número de semillas producidas, etc.); características de la población: número de individuos por unidad de área, frecuencia de aparición, etc.), obtenemos la siguiente imagen.

El rango de acción de un factor ambiental (el área de tolerancia de la especie) está limitado por los puntos mínimo y máximo, que corresponden a los valores extremos de este factor en los que es posible la existencia de la planta. El punto en el eje x correspondiente a los mejores indicadores de rendimiento de la planta significa el valor óptimo del factor; este es el punto óptimo. Debido a dificultades en definición precisa Se suele hablar de este punto como cierta zona óptima, o zona de confort. Los puntos óptimo, mínimo y máximo constituyen tres puntos cardinales que determinan la posibilidad de reacción de una especie ante un factor determinado. Las secciones extremas de la curva, que expresan el estado de opresión con una marcada deficiencia o exceso de un factor, se denominan áreas pessimum; corresponden a los valores pesimales del factor. Cerca de los puntos críticos hay valores subletales del factor y fuera de la zona de tolerancia, valores letales.

Las especies se diferencian entre sí por la posición óptima dentro del gradiente del factor ambiental. Por ejemplo, la actitud hacia el calor en las especies árticas y tropicales. La amplitud del rango de acción del factor (o zona óptima) también puede ser diferente. Hay especies, por ejemplo, para las que es óptimo nivel bajo iluminación (briofitas de cueva) o relativamente nivel alto iluminación (plantas alpinas altas). Pero también se conocen especies que crecen igualmente bien tanto a plena luz como con mucha sombra (por ejemplo, el erizo, Dactylis glomerata).

De manera similar, algunas praderas prefieren suelos con un cierto rango de acidez bastante estrecho, mientras que otras crecen bien en un amplio rango de pH, desde fuertemente ácido hasta alcalino. El primer caso indica una amplitud ecológica estrecha de las plantas (son estenobiontes o estenotópicas), el segundo, una amplitud ecológica amplia (las plantas son euribiontes o euritópicas). Entre las categorías de euritopico y estenotópico hay una serie de categorías cualitativas intermedias (hemieuritópico, hemistenotópico).

La amplitud de la amplitud ecológica en relación con diferentes factores ambientales suele ser diferente. Es posible ser estenotópico con respecto a un factor y euritópico con respecto a otro: por ejemplo, las plantas pueden estar confinadas a un rango estrecho de temperaturas y un amplio rango de salinidad.

Interacción de factores ambientales.

Los factores ambientales influyen en la planta de forma conjunta y simultánea, y el efecto de un factor depende en gran medida del "antecedentes ecológicos", es decir, de la expresión cuantitativa de otros factores. Este fenómeno de interacción de factores queda claramente ilustrado por el ejemplo de un experimento con el musgo acuático Fontinalis. Este experimento muestra claramente que la iluminación tiene un efecto diferente sobre la intensidad de la fotosíntesis con diferentes contenidos de CO 2.

El experimento también muestra que se puede obtener un efecto biológico similar reemplazando parcialmente la acción de un factor por otro. Por lo tanto, se puede lograr la misma intensidad de la fotosíntesis aumentando la iluminación a 18 mil lux o, con una iluminación más baja, aumentando la concentración de CO 2.

Aquí se manifiesta la intercambiabilidad parcial de la acción de un factor ambiental con otro. Al mismo tiempo, ninguno de los factores ambientales necesarios puede ser sustituido por otro: una planta verde no puede cultivarse en completa oscuridad, ni siquiera con una muy buena nutrición mineral o con agua destilada en condiciones térmicas óptimas. En otras palabras, existe una reemplazabilidad parcial de los principales factores ambientales y al mismo tiempo su total irremplazabilidad (en este sentido, a veces también se dice que tienen la misma importancia para la vida de la planta). Si el valor de al menos uno de los factores necesarios va más allá del rango de tolerancia (por debajo del mínimo y por encima del máximo), entonces la existencia del organismo se vuelve imposible.

Factores limitantes

Si alguno de los factores que componen las condiciones de existencia tiene un valor pésimo, entonces limita la acción de los demás factores (por muy favorables que sean) y determina el resultado final de la acción del medio ambiente sobre la planta. Este resultado final sólo puede cambiarse influyendo en el factor limitante. Esta “ley del factor limitante” fue formulada por primera vez en química agrícola por el químico agrícola alemán, uno de los fundadores de la química agrícola, Justus Liebig en 1840 y, por lo tanto, a menudo se la llama ley de Liebig.

Observó que si falta uno de los elementos químicos necesarios en el suelo o en la solución nutritiva, ningún fertilizante que contenga otros elementos tiene ningún efecto sobre la planta, y sólo la adición de "iones mínimos" aumenta el rendimiento. Numerosos ejemplos de la acción de factores limitantes no sólo en experimentos sino también en la naturaleza muestran que este fenómeno tiene un significado ecológico general. Un ejemplo del funcionamiento de la “ley del mínimo” en la naturaleza es la supresión de plantas herbáceas bajo el dosel de los bosques de hayas, donde, en condiciones térmicas óptimas, un mayor contenido de dióxido de carbono, suelos suficientemente ricos y otras condiciones óptimas, las posibilidades para el desarrollo de las gramíneas se ven limitados por una marcada falta de luz.

Identificar “factores al mínimo” (y al máximo) y eliminar su efecto limitante, es decir, optimizar el entorno para las plantas, constituye una importante tarea práctica en el uso racional de la vegetación.

Zona autocológica y sinecológica y óptima.

La actitud de las plantas hacia los factores ambientales depende estrechamente de la influencia de otros habitantes de las plantas (principalmente de las relaciones competitivas con ellos). A menudo surge una situación en la que una especie puede crecer con éxito en un amplio rango de acción de algún factor (que se determina experimentalmente), pero la presencia de un competidor fuerte la obliga a limitarse a una zona más estrecha.

Por ejemplo, el pino silvestre (Pinus sylvestris) tiene una distribución ecológica muy amplia en relación con los factores del suelo, pero en la zona de taiga forma bosques principalmente en suelos arenosos secos y pobres o en turberas muy inundadas, es decir, donde no hay ningún árbol competidor. especies. Aquí, la posición real de las regiones óptimas y de tolerancia es diferente para las plantas que experimentan o no influencia biótica. A este respecto, se hace una distinción entre el óptimo ecológico de una especie (en ausencia de competencia) y el óptimo fitocenótico, que corresponde a la posición real de la especie en el paisaje o bioma.

Además de la posición óptima, se distinguen los límites de resistencia de una especie: el área ecológica (los límites potenciales de distribución de la especie, determinados únicamente por su relación con un factor dado) y el área fitocenótica real.

A menudo en este contexto se habla de rango y óptimo potencial y real. EN literatura extranjera También escriben sobre el hábitat y el óptimo fisiológico y ecológico. Es mejor hablar del óptimo autecológico y sinecológico y del rango de especies.

Para diferentes especies, la proporción de áreas ecológicas y fitocenóticas es diferente, pero el área ecológica siempre es más amplia que el área fitocenótica. Como resultado de la interacción de las plantas, se produce una reducción del rango y, a menudo, un cambio en el óptimo.

Factores ambientales- propiedades del hábitat que tienen algún efecto sobre el organismo. Por ejemplo, la presencia de minerales, acceso a oxígeno, humedad del suelo, temperatura del suelo, flojedad del suelo. Los elementos indiferentes del medio ambiente, por ejemplo los gases inertes, no son factores ambientales.

modos

Por la naturaleza del impacto.

• Acción directa
• Actuando indirectamente
• Condicionalmente válido- influencia de elementos del ecosistema (biogeocenosis) potenciada o debilitada por la acción de otros factores ambientales

Por origen

• Abiótico- factores de naturaleza inanimada:
  • climático
  • edáfico (edafógeno)
  • orográfico
  • químico
  • físico: ruido, campos magnéticos, conductividad térmica y capacidad calorífica, radiactividad, intensidad de la radiación solar ***** hidrográfico: densidad del agua, corriente, transparencia, etc.
    • pirógeno: factores de fuego[ fuente no especificada 824 días] (Odum, 1975, 1986)
• biótico
  • fitógeno- influencia de las plantas
  • micogénico- influencia de los hongos
  • zoogénico- influencia de los animales
  • microbiogénico- influencia de los microorganismos
• Factor antropogénico (antrópico):
  • En 1912, el científico ruso prof. G. F. Morozov en su libro "El estudio de los bosques" definió el impacto humano sobre la naturaleza como un factor ambiental separado y lo dividió según la naturaleza de la influencia sobre el medio natural en impacto antropogénico directo, indirecto y condicional [Morozov, 1949].
  • Impacto antropogénico directo– influencia humana directa sobre los componentes del ecosistema (biogeocenosis). Esto incluye recoger bayas, setas, talar árboles, etc.
  • Impacto antropogénico indirecto– influencia humana a través del nivel intermedio. Este es un cambio en el nivel del agua subterránea, un cambio régimen de temperatura, contaminación por radiación, etc.
  • Impacto antropogénico condicional. es la influencia de factores bióticos y factores abióticos, fortalecido o debilitado por la influencia humana.
  • En 1981, la definición “Factor antropogénico [impacto antropogénico] es cualquier impacto en el medio ambiente [natural] asociado con la actividad humana tanto consciente como inconsciente, que conduce a cambios cuantitativos y cualitativos en sus componentes [Popa, 1981].
  • En 2011, se publicó una escala de digresión antropogénica de biogeocenosis (ecosistemas), desarrollada utilizando el ejemplo de los bosques latifoliados de la zona esteparia, que incluye 12 etapas de destrucción del medio ambiente natural por parte del hombre, desde el estado de los ecosistemas condicionalmente no perturbados. hasta la etapa de pérdida total de funciones vitales por biogeocenosis [Popa, 2011].

Gastando

• Recursos
• Condiciones

Por dirección

• Vectorizado
• Perenne-cíclico

• monodominancia
• Sinergia
• Antagonismo
• provocación

valores extremos

Curva de vida de una planta perenne. Las plantas anuales no pueden entrar en estado latente y su zona de vida coincide con la zona de actividad vital.

el plastico

curva de vida puntos Y zonas:

• puntos cardinales:
  • puntos mínimo Y máximo
  • punto óptimo
• Zonas:
  • zona óptimo
  • zonas pesimo
  • zona actividad vital
  • zonas paz
  • zona vida

norma de reacción

abundancia o Frecuencia de ocurrencia

Bibliografía

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Factores ambientales

Adaptación de los organismos al medio ambiente.

Ambientes de vida básicos

Factores ambientales

Organismo y medio ambiente

Tema 6. Fundamentos de la autecología. Organismo y medio ambiente

La autecología estudia la relación entre los representantes de una especie y su entorno. Basado en el estudio de los procesos de adaptación de las especies al medio (ecología factorial). La ecología humana también estudia la influencia (normalización) de los factores ambientales y sus efectos extremos en el organismo.

El mundo vivo que nos rodea está formado por organismos que se reproducen constantemente. Un pulgón puede dejar más de 300 millones de crías durante el verano. La capacidad de reproducirse indefinidamente es inherente. Pero no hay un crecimiento ilimitado en número; el principal limitante es la falta de recursos. Para plantas: sales minerales, dióxido de carbono, agua, luz. Para animales: comida, agua. las reservas de estos recursos inhiben la reproducción. El segundo limitante es la influencia de diversas condiciones desfavorables que ralentizan el crecimiento y la reproducción. El crecimiento de las plantas depende del clima. La reproducción de los habitantes acuáticos se ve inhibida por el bajo contenido de oxígeno en el agua. Además, se produce la eliminación y muerte de embriones o individuos jóvenes ya producidos. Por ejemplo, no todas las bellotas germinan. La alta fertilidad se distingue por especies en las que la muerte de individuos en la naturaleza es muy alta.

El cuerpo, al experimentar la necesidad de una afluencia de energía e información, depende completamente del medio ambiente.

Ley: los resultados del desarrollo de un organismo están determinados por la proporción de su características internas y las características del entorno en el que se encuentra.

Una adaptación evolutiva de los organismos a las condiciones ambientales, expresada en cambios en sus características externas e internas: adaptación. Principio de Le Chatelier: "La evolución de cualquier sistema va en la dirección de reducir el peligro potencial". Según este principio, la evolución de un organismo contribuye a su adaptación a las influencias externas cambiantes.

Factores ambientales– estas son ciertas condiciones y elementos del medio ambiente que tienen un efecto específico en el cuerpo.

Factores ambientales: 1- abiótico. 2 – biótico. 3- antropogénico.

Factores abióticos– un conjunto de factores en el ambiente inorgánico que influyen en la vida y distribución de animales y plantas

Factores abióticos

físico-químico edáfico (suelo)

Factores bioticos– la totalidad de las influencias de la actividad vital de algunos organismos sobre la actividad vital de otros, así como sobre el medio ambiente inanimado.

Factores bioticos

influencia interespecífica intraespecífica en

interacciones interacciones factores abióticos

(mancomunidad)

Comensalismo

(uno se beneficia)

amensalismo

(una especie inhibe el crecimiento de otra)

Factores antropogénicos– factores generados por el hombre y que afectan al medio ambiente (contaminación, erosión del suelo, destrucción de bosques, etc.)

La naturaleza general de la acción de los factores ambientales.

En el proceso de vida, la interacción de los organismos con su hábitat y sus componentes entre sí se basa en la transferencia entre elementos del sistema de flujos masivos de materia y sus compuestos, energías de todo tipo e información. De acuerdo con la ley de conservación de la vida de Yu. N. Kurazhkovsky: "La vida sólo puede existir en el proceso de movimiento de flujos de materia, energía e información a través de un cuerpo vivo".

La interacción de un organismo con su entorno está sujeta a las siguientes leyes. Ley principal óptimo (tolerancia). ley de liebig Se expresa en el hecho de que cualquier factor ambiental tiene ciertos límites de influencia positiva en el organismo. Al desviarse de estos límites, el signo del efecto cambia al contrario: por ejemplo, los animales no toleran bien el calor y las heladas severas; La sequía y las fuertes lluvias son desfavorables para el cultivo. Las curvas óptimas para cualquier factor no coincidirán para diferentes especies. Los camellos y jerbos no toleran las condiciones de los desiertos del norte, y los renos y lemmings no toleran los calurosos del sur. Varias especies pueden vivir dentro de un rango estrecho de óptimo, mientras que otras pueden vivir dentro de un rango amplio. La impaciencia muere si no hay humedad en el aire; el pasto pluma no muere ni siquiera en caso de sequía. El óptimo y los límites de resistencia no son constantes a lo largo de la vida del organismo. El óptimo se puede cambiar (endurecimiento por temperatura).

De acuerdo con la regla del óptimo para un organismo, existe un rango del valor del factor más favorable (óptimo). Más allá del óptimo hay zonas de opresión que se convierten en puntos críticos. Para algunos organismos, la zona óptima tiene un amplio rango. Ellos se llaman - euribiontes(Griego: amplio, vida). Organismos con un rango estrecho – estenobiontes(angosto).

El rango de valores de los factores (entre puntos críticos) se llama valencia ecológica. Sinónimo de valencia tolerancia.( tolerancia lat - paciencia) o plasticidad (variabilidad) si el medio ambiente es relativamente constante, poco variable, entonces hay más estenobiontes en él (por ejemplo, en un entorno acuático). Si el entorno es dinámico, por ejemplo agua-aire, los euribiontes tienen mayores posibilidades de sobrevivir en él. La zona óptima y la valencia ecológica son más amplias en los animales de sangre caliente.

Efecto del factor de temperatura. Si el rango de tolerancia se encuentra dentro de un rango amplio (-5; +25), estos organismos se denominan euritermales, si son estrechos, estenotérmicos. Puede ser eurihalino (salinidad)

Arroz. 1. Dependencia del potencial de vida de la intensidad del factor de impacto.

1. – zona de óptimo (confort);

2. – zona de actividad vital permitida;

3.- zona de opresión;

4.- zona de muerte.

Tolerancia – la capacidad del cuerpo para tolerar los efectos adversos de uno u otro factor ambiental.

Zona óptima con un punto de comodidad (el punto de máximo - potencial de vida) - el área de actividad vital óptima.

Zonas de actividad habitable permitida. – los valores de los valores permitidos del factor de impacto son el área de actividad de la vida normal.

Zonas de opresión – zonas con grandes desviaciones del factor del óptimo, en las que el cuerpo experimenta supresión de funciones vitales.

zona de muerte – los límites de tolerancia del factor de impacto coinciden con los valores del mínimo y máximo del factor, más allá de los cuales no es posible la existencia del organismo.

Hay que tener en cuenta que algunos factores pueden potenciar o mitigar el efecto de otros. El exceso de calor se puede mitigar con una baja humedad del aire. . La ley de independencia de factores de V. R. Williams: “Las condiciones de vida son equivalentes, ninguno de los factores de la vida puede ser sustituido por otro”

2da ley – factor limitante. El factor más significativo es el que más se desvía de los valores óptimos. Un factor en deficiencia o exceso (cerca de puntos críticos) afecta negativamente al organismo. Los factores limitantes determinan los límites de la distribución de las especies: el rango. La productividad de los organismos y comunidades depende de ellos.

Regla del factor limitante en agronomía. Si el suelo carece de sales minerales (50% fósforo, 20% calcio), la cosecha será 5 veces menor. Si agrega calcio, el rendimiento es del 59%.

La actividad humana a menudo viola todas las leyes de acción de los factores: destrucción del hábitat, alteración del agua y la nutrición mineral.

La ley del factor óptimo y limitante se puede expresar en una sola ley. V. Ley de tolerancia de Shelford:“El factor limitante para la prosperidad de una población (organismo) puede ser un impacto ambiental mínimo o máximo, y el rango entre ellos determina la cantidad de resistencia (límite de tolerancia) del organismo a un factor dado”

Los factores ambientales son:

Factores ambientales

Factores ambientales- propiedades del hábitat que tienen algún efecto sobre el organismo. Los elementos indiferentes del medio ambiente, por ejemplo los gases inertes, no son factores ambientales.

Los factores ambientales exhiben una variabilidad significativa en el tiempo y el espacio. Por ejemplo, la temperatura varía mucho en la superficie de la tierra, pero es casi constante en el fondo del océano o en las profundidades de las cuevas.

El mismo factor ambiental ha significado diferente en la vida de los organismos covivientes. Por ejemplo, el régimen salino del suelo juega un papel primordial en la nutrición mineral de las plantas, pero es indiferente a la mayoría de los animales terrestres. La intensidad de la iluminación y la composición espectral de la luz son extremadamente importantes en la vida de los organismos fototróficos (la mayoría de las plantas y bacterias fotosintéticas), y en la vida de los organismos heterótrofos (hongos, animales, una parte importante de los microorganismos) la luz no tiene efecto notable en la actividad vital.

Los factores ambientales pueden actuar como irritantes que provocan cambios adaptativos en las funciones fisiológicas; como limitadores que hacen imposible que ciertos organismos existan en determinadas condiciones; como modificadores que determinan cambios morfoanatómicos y fisiológicos en los organismos.

Los organismos no están influenciados por factores estáticos e inmutables, sino por su modos- secuencia de cambios durante un tiempo determinado.

Clasificaciones de factores ambientales.

Por la naturaleza del impacto.

• Acción directa- afecta directamente al cuerpo, principalmente al metabolismo
• Actuando indirectamente- afectar indirectamente, a través de cambios en factores que actúan directamente (relieve, exposición, altitud, etc.)

Por origen

• Abiótico- factores de naturaleza inanimada:
  • climático: suma anual de temperaturas, temperatura media anual, humedad, presión del aire
  • edáfico (edafógeno): composición mecánica del suelo, transpirabilidad del suelo, acidez del suelo, composición química del suelo
  • orográfico: relieve, altitud, pendiente y aspecto de la pendiente
  • químico: composición gaseosa del aire, composición salina del agua, concentración, acidez
  • físico: ruido, campos magnéticos, conductividad térmica y capacidad calorífica, radiactividad, intensidad de la radiación solar
• biótico- relacionado con las actividades de los organismos vivos:
  • fitógeno- influencia de las plantas
  • micogénico- influencia de los hongos
  • zoogénico- influencia de los animales
  • microbiogénico- influencia de los microorganismos
• :
  • físico: uso de la energía nuclear, viajes en tren y avión, influencia del ruido y las vibraciones
  • químico: uso de fertilizantes minerales y pesticidas, contaminación de la capa terrestre con desechos industriales y de transporte
  • biológico: Alimento; Organismos para los cuales los humanos pueden ser hábitat o fuente de alimento.
  • social- relacionado con las relaciones entre las personas y la vida en sociedad

Gastando

• Recursos- elementos del medio ambiente que consume el organismo, reduciendo su suministro en el medio ambiente (agua, CO 2, O 2, luz)
• Condiciones- elementos ambientales no consumidos por el cuerpo (temperatura, movimiento del aire, acidez del suelo)

Por dirección

• Vectorizado- factores que cambian de dirección: anegamiento, salinización del suelo
• Perenne-cíclico- con períodos alternos de varios años de fortalecimiento y debilitamiento del factor, por ejemplo, el cambio climático en relación con el ciclo solar de 11 años
• Oscilador (impulso, fluctuación)- fluctuaciones en ambas direcciones a partir de un determinado valor medio (fluctuaciones diarias en la temperatura del aire, cambios en la precipitación media mensual a lo largo del año)

El efecto de los factores ambientales en el cuerpo.

Los factores ambientales afectan al cuerpo no individualmente, sino en combinación; en consecuencia, cualquier reacción del cuerpo está determinada de manera multifactorial. Al mismo tiempo, la influencia integral de los factores no es igual a la suma de las influencias de los factores individuales, ya que entre ellos hay varios tipos interacciones, que se pueden dividir en cuatro tipos principales:

• monodominancia- uno de los factores suprime la acción de los demás y su magnitud es de importancia decisiva para el organismo. Entonces, ausencia total, o la presencia de nutrientes minerales en el suelo en una fuerte deficiencia o exceso impide la absorción normal de otros elementos por las plantas.
• Sinergia- refuerzo mutuo de varios factores debido a la retroalimentación positiva. Por ejemplo, la humedad del suelo, el contenido de nitratos y la iluminación, si bien mejoran la aportación de cualquiera de ellos, aumentan el efecto de los otros dos.
• Antagonismo- supresión mutua de varios factores debido a la retroalimentación negativa: un aumento de la población de langostas contribuye a una disminución de los recursos alimentarios y su población disminuye.
• provocación- una combinación de influencias positivas y negativas para el organismo, donde la influencia de estas últimas se ve reforzada por la influencia de las primeras. Entonces, cuanto antes se produce el deshielo, más sufren las plantas las heladas posteriores.

La influencia de los factores también depende de la naturaleza y el estado actual del cuerpo, por lo que tienen diferentes efectos en ambos. diferentes tipos, y en un organismo en diferentes etapas de ontogénesis: la baja humedad es destructiva para los hidrófitos, pero inofensiva para los xerófitos; Las coníferas adultas de la zona templada toleran las bajas temperaturas sin daño, pero son peligrosas para las plantas jóvenes.

Los factores pueden reemplazarse parcialmente entre sí: cuando disminuye la iluminación, la intensidad de la fotosíntesis no cambiará si aumenta la concentración de dióxido de carbono en el aire, lo que suele ocurrir en los invernaderos.

El resultado de la influencia de los factores depende de la duración y repetición de su acción. valores extremos a lo largo de la vida del organismo y sus descendientes: las exposiciones a corto plazo pueden no tener consecuencias, mientras que las a largo plazo a través del mecanismo seleccion natural conducir a cambios cualitativos.

La respuesta del cuerpo a los cambios en los factores ambientales.

Curva de vida de una planta perenne. Las plantas anuales no pueden entrar en estado latente y su zona de vida coincide con la zona de actividad vital.
Nota: 1 - punto óptimo, 2 - puntos mínimo y máximo, 3 - puntos letales

Los organismos, especialmente aquellos que llevan una vida apegada, como las plantas, o un estilo de vida sedentario, se caracterizan por el plastico- la capacidad de existir en una gama más o menos amplia de factores ambientales. Sin embargo, con diferentes valores del factor, el cuerpo se comporta de manera diferente.

En consecuencia, su valor se identifica en el momento en que el cuerpo estará en el estado más cómodo: crecerá, se reproducirá y demostrará habilidades competitivas rápidamente. A medida que el valor del factor aumenta o disminuye con respecto al más favorable, el organismo comienza a experimentar depresión, que se manifiesta en un debilitamiento de sus funciones vitales y, en valores extremos del factor, puede provocar la muerte.

Gráficamente, una reacción similar del cuerpo ante un cambio en los valores de los factores se representa en la forma curva de vida(curva ecológica), al analizar la cual podemos destacar algunas puntos Y zonas:

• puntos cardinales:
  • puntos mínimo Y máximo - valores extremos del factor en el que es posible la actividad vital del organismo
  • punto óptimo - el valor del factor más favorable
• Zonas:
  • zona óptimo - limita el rango de los valores de los factores más favorables
  • zonas pesimo (superior e inferior): rangos de valores de factores en los que el cuerpo experimenta una fuerte depresión
  • zona actividad vital - el rango de valores de los factores en los que manifiesta activamente sus funciones vitales
  • zonas paz (superior e inferior): valores extremadamente desfavorables del factor en el que el organismo permanece vivo, pero entra en estado de reposo
  • zona vida - el rango de valores de factores en los que el organismo permanece vivo

Más allá de los límites de la zona de vida hay valores letales del factor en el que el organismo no puede existir.

Los cambios que ocurren en un organismo dentro del rango de plasticidad son siempre fenotípicos, mientras que el genotipo codifica sólo una medida de los posibles cambios. norma de reacción, que determina el grado de plasticidad del organismo.

A partir de la curva de vida individual, también es posible predecir la curva de vida de las especies. Sin embargo, dado que una especie es un sistema supraorganismo complejo que consta de muchas poblaciones distribuidas en diferentes hábitats con diferentes condiciones ambientales, al evaluar su ecología, los datos generalizados no se utilizan para individuos individuales, sino para poblaciones enteras. En el gradiente de un factor, se depositan clases generalizadas de sus valores, que representan ciertos tipos de hábitats, y las reacciones ambientales se consideran con mayor frecuencia. abundancia o Frecuencia de ocurrencia amable. En este caso ya no deberíamos hablar de curva de actividad vital, sino de curva de distribución de abundancias o frecuencias.

Sección 1. Aspectos teóricos de la ecología.

Tema 1.1. Autoecología (ecología factorial)

La autoecología es una rama de la ecología que estudia la relación de un organismo con el medio ambiente. Esta sección está dedicada al estudio. características de la especie respuestas de organismos animales y vegetales a factores ambientales y estilo de vida de la especie.

Como parte de este tema, hoy consideraremos las siguientes preguntas:

Los principales entornos de existencia de los organismos.

Patrones de influencia de factores ambientales en los organismos vivos.

Factores ambientales y su clasificación.

El concepto de "hábitat" difiere del concepto de "condiciones de vida": un conjunto de factores ambientales vitales sin los cuales los organismos vivos no pueden existir (luz, calor, humedad, aire, suelo). Otros factores ambientales, aunque tienen un impacto significativo en los organismos, no son vitales para ellos (por ejemplo, el viento, las radiaciones ionizantes naturales y artificiales, la electricidad atmosférica, etc.).

2 . Cualquier organismo sólo puede existir en un cierto rango de temperatura. Cuando la temperatura ambiental es demasiado baja o demasiado alta, el organismo muere. Donde la temperatura está cerca de los extremos, los representantes de esta especie son raros, pero a medida que la temperatura se acerca al valor promedio óptimo para ellos, su número aumenta. Este patrón es válido para cualquier otro factorizar un, afectando el curso de determinados procesos de la vida (humedad, fuerza del viento, velocidad de la corriente, etc.).

Si dibuja una curva en un gráfico que caracteriza la velocidad de un proceso particular (respiración, movimiento, nutrición, etc.) dependiendo de uno de los factores ambientales (por supuesto, siempre que este factor influya en los principales procesos de la vida), entonces esto La curva casi siempre tendrá forma de campana (Fig. 1). Estas curvas se denominan curvas de tolerancia (del latín tolerahtia, paciencia). La posición de su parte superior indica las condiciones óptimas para un proceso determinado. Algunas especies se caracterizan por tener curvas con picos muy pronunciados; esto significa que el rango de condiciones óptimas para ellos es muy estrecho. Las curvas suaves corresponden a un amplio rango de tolerancia, es decir, resistencia a un factor determinado.

Los organismos con amplios límites de resistencia a muchos factores, por supuesto, tienen posibilidades de extenderse más.

En especies muy extendidas poblaciones Los que viven en zonas climáticamente diferentes, a menudo resultan estar mejor adaptados específicamente a las condiciones de un área determinada. Esto se debe a su capacidad para formar formas locales, o ecotipos, caracterizados por diferentes límites de resistencia a la temperatura, la luz u otros factores.

Como ejemplo, consideremos los ecotipos de una de las especies de medusas. Como sabes, las medusas se mueven por el agua como un cohete, utilizando contracciones rítmicas. músculos, empujando el agua fuera de la cavidad central. La velocidad de pulsación óptima es de 15 a 20 contracciones por minuto. Los individuos de una especie de medusa que viven en latitudes del norte se mueven a la misma velocidad que las medusas de la misma especie en latitudes del sur, aunque la temperatura del agua en el norte puede ser 20 C más baja. Esto significa que ambas formas de medusas pudieron adaptarse mejor a las condiciones locales.

ley del minimo.

La intensidad de ciertos procesos biológicos a menudo resulta ser sensible a dos y más factores ambientales. En este caso, el factor decisivo será el que esté disponible en la cantidad mínima desde el punto de vista de las necesidades del organismo. Esta sencilla regla fue formulada por primera vez por el fundador de la ciencia de fertilizantes minerales por el químico y químico agrícola alemán Justus Liebig (1803-1873) y fue nombrado ley del minimo . Yu. Liebig descubrió que el rendimiento de las plantas puede verse limitado por uno o cualquiera de los elementos nutricionales básicos, a menos que este elemento falte en el suelo.

Pueden interactuar diferentes factores ambientales, es decir, la falta de una sustancia puede provocar una deficiencia de otras sustancias. Por ejemplo, la falta de humedad en el suelo limita el suministro de todas las demás sustancias necesarias para la nutrición de las plantas. Por lo tanto, en general, la ley del mínimo puede ser formular de la siguiente manera : la supervivencia exitosa de los organismos vivos depende de un conjunto de condiciones; un factor limitante o limitante es cualquier estado del medio ambiente que se acerque o supere el límite de estabilidad. organismos de esta especie.

Factores ambientales. Los elementos del medio ambiente que provocan reacciones adaptativas (adaptaciones) en los organismos vivos y sus comunidades se denominan factores ambientales.

Por origen y naturaleza de acción, factores ambientales. clasificado: abiótico (elementos de naturaleza inorgánica o no viva); biótico (formas de influencia de los seres vivos entre sí); antropogénico ( todas las formas de actividad humana que influyen en los seres vivos. familia).

Factores abióticos están divididos en físico , o climático (luz, temperatura del aire y del agua, humedad del aire y del suelo, viento); edáfico, o suelo-tierra (composición mecánica de los suelos, su composición química y propiedades físicas); topográfico, o orográfico (características del terreno); químico

Antropogénico (antropogénico) Los factores son todas las formas de actividad de la sociedad humana que cambian la naturaleza como hábitat de los organismos vivos o afectan directamente sus vidas. La separación de los factores antropogénicos en un grupo separado se debe al hecho de que actualmente el destino de la vegetación de la Tierra y de todas las especies de organismos actualmente existentes está prácticamente en manos de la sociedad humana.

Los factores ambientales afectan a los organismos de diferentes maneras. Pueden actuar como irritantes, provocar cambios adaptativos en funciones fisiológicas; Cómo limitadores, provocando la imposibilidad de la existencia de determinados organismos en determinadas condiciones; Cómo modificadores,

/ ecología 1 conferencia

Conferencia 1

FUNDAMENTOS DE ECOLOGÍA

Asunto, tareas y métodos de ecología.

Hábitat y condiciones de vida de los organismos.

Factores ambientales

Patrones de acción de los factores ambientales sobre el organismo.

Interacción de factores ambientales.

Influencia de los principales factores abióticos en los organismos vivos.

Entorno biótico.

Cadena trófica (alimentaria)

Formas de relaciones bióticas.

Ciclos energéticos en los ecosistemas.

Asunto, tareas y métodos de ecología. .Ecología(Griego, oikos - vivienda, residencia, logos - ciencia) - ciencia biológica sobre las relaciones entre los organismos vivos y sus hábitats. Este término fue propuesto en 1866. zoólogo alemán Ernst Haeckel.

Área(Área latina - área, espacio): parte de la superficie de tierra o agua dentro de la cual los individuos de una determinada especie (género, familia o cierto tipo de comunidad) se distribuyen y pasan por el ciclo completo de su desarrollo.

Objetos ecológicos son predominantemente sistemas por encima del nivel de los organismos, es decir, el estudio de la organización y funcionamiento de los sistemas supraorganismáticos: poblaciones, biocenosis(comunidades), biogeocenosis(ecosistemas) y biosfera generalmente. En otras palabras, el principal objeto de estudio en ecología es ecosistemas, es decir, complejos naturales unificados formados por organismos vivos y su hábitat.

Población- (lat. populus - gente, población). un grupo de individuos de la misma especie, que habitan una determinada parte del área de distribución durante mucho tiempo, se cruzan libremente y están relativamente aislados de otros grupos de la misma especie, se denomina población

Vista- un grupo de organismos que tienen características comunes en la estructura del cuerpo, fisiología y métodos de relación con el medio ambiente, capaces de cruzarse entre sí para formar descendencia fértil, pero no capaces de hacerlo con organismos de otras especies.

biocenosis- un conjunto de organismos que habitan un ecosistema, interconectados por metabolismo, energía e información.

Biogeocenosis - ecosistema

Biosfera, según la definición de V. I. Vernadsky, este es el entorno de nuestra vida, esta es la "naturaleza" que nos rodea.

Componente de biosfera de la ciudad. Incluye, además de los humanos, todo tipo de espacios verdes y poblaciones de animales urbanos. (palomas, gorriones, cuervos, grajillas, aves acuáticas, que pasan el invierno en zonas descongeladas de cuerpos de agua, ratas y ratones, insectos "domesticados" como moscas, mosquitos, pulgas y cucarachas, chinches y, finalmente, la población microbiana y viral de edificios de varios pisos y apartamentos de la ciudad).

hogar tarea teórica y práctica de la ecología- para descubrir patrones generales de organización de la vida y sobre esta base desarrollar principios uso racional recursos naturales en condiciones de creciente influencia humana en la biosfera.

El problema más importante de nuestro tiempo. interacción entre la sociedad humana y la naturaleza, ya que la situación que se desarrolla en la relación entre el hombre y la naturaleza a menudo se vuelve crítica. Los suministros se están acabando agua dulce y minerales (petróleo, gas, metales no ferrosos, etc.), el estado de los suelos, el agua y el aire se está deteriorando, se está produciendo la desertificación de vastos territorios y la lucha contra las enfermedades y plagas de los cultivos agrícolas se está volviendo más complicada.

Cambios antropogénicos Afectó a casi todos los ecosistemas del planeta, a la composición de los gases de la atmósfera y al equilibrio energético de la Tierra. Esto significa que La actividad humana ha entrado en conflicto con la naturaleza., lo que ha provocado que muchas zonas del mundo violado su equilibrio dinámico.

Para soluciones estos Problemas globales y sobre todo, la ecología une los problemas de intensificación y uso racional, conservación y reproducción de los recursos de la biosfera. en la investigación científica el esfuerzo de todos los especialistas en biología. La gama de problemas medioambientales también incluye cuestiones Educación ambiental y educación, Cuestiones morales, éticas, filosóficas e incluso legales.. En consecuencia, la ecología se convierte ciencia no solo biológica, pero también social.

Métodos ecológicos están divididos en:

campo(estudio de la vida de los organismos y sus comunidades en condiciones naturales, es decir, observación a largo plazo en la naturaleza utilizando diversos equipos) y

experimental(experimentos en laboratorios estacionarios, donde es posible no solo variar, sino también controlar estrictamente la influencia de cualquier factor en los organismos vivos de acuerdo con un programa determinado).

Al mismo tiempo, los ecologistas operan no solo biológicamente, sino también físico moderno y metodos quimicos , usar modelado de fenómenos biológicos, es decir, la reproducción en ecosistemas artificiales de diversos procesos que ocurren en la naturaleza viva. A través de la simulación se puede estudiar el comportamiento de cualquier sistema para evaluarlo. posibles consecuencias aplicación de diversas estrategias y métodos de gestión de recursos, es decir, para la previsión ambiental.

También se utiliza mucho para estudiar y predecir procesos naturales. método modelo matematico . Estos modelos de ecosistemas se construyen sobre la base de numerosas informaciones acumuladas en condiciones de campo y de laboratorio.

Al mismo tiempo, construido correctamente. modelos matemáticos ayuda mira qué lo cual es difícil o imposible de probar experimentalmente. La combinación de métodos de investigación experimentales y de campo permite al ecologista aclarar todos los aspectos de la relación entre los organismos vivos y numerosos factores ambientales, lo que no solo restablecerá el equilibrio dinámico de la naturaleza, sino también gestionará los ecosistemas.

Hábitat y condiciones de vida de los organismos. . Una parte de la naturaleza (un conjunto de condiciones abióticas y bióticas específicas) que rodea directamente a los organismos vivos y tiene un impacto directo o indirecto en su condición, crecimiento, desarrollo, reproducción y supervivencia. llamado hábitat.

Del concepto " hábitat"Es necesario distinguir el concepto " condiciones de existencia" - Este Conjunto de factores ambientales vitales sin los cuales los organismos vivos no pueden existir.(luz, calor, humedad, aire, suelo). En cambio, otros factores ambientales, aunque tienen un impacto significativo en los organismos, no son vitales para ellos (por ejemplo, el viento, las radiaciones ionizantes naturales y artificiales, la electricidad atmosférica, etc.).

Factores ambientales - Este elementos del medio ambiente que provocan reacciones adaptativas (adaptaciones) en los organismos vivos y sus comunidades.

Según su origen y naturaleza de acción, los factores ambientales se dividen en abiótico(elementos de naturaleza inorgánica o no viva), biótico(formas de influencia de los seres vivos entre sí) y antropogénico(todas las formas de actividad humana que afectan a la naturaleza viva).

Factores abióticos dividido por físico, o climático(luz, temperatura del aire y del agua, humedad del aire y del suelo, viento), edáfico, o suelo-tierra(composición mecánica de los suelos, sus propiedades químicas y físicas), topográfico, o orográfico(características del terreno), químico(salinidad del agua, composición de gases del agua y del aire, pH del suelo y del agua, etc.).

Factores antropogénicos (antrópicos)- Este todas las formas de actividad de la sociedad humana que cambian la naturaleza como hábitat de los organismos vivos o afectan directamente sus vidas.. La separación de los factores antropogénicos en un grupo separado se debe al hecho de que actualmente el destino de la vegetación de la Tierra y de todas las especies de organismos actualmente existentes está prácticamente en manos de la sociedad humana.

Uno y el mismo factor el medio ambiente tiene significado diferente en la vida de los organismos covivientes. Por ejemplo, el régimen salino del suelo juega un papel primordial en la nutrición mineral de las plantas, pero es indiferente a la mayoría de los animales terrestres. Intensidad de luz y la composición espectral de la luz es exclusivamente Importante en la vida de las plantas fototróficas., y en la vida de los organismos heterótrofos (hongos y animales acuáticos), la luz no tiene un efecto notable en su actividad vital.

Los factores ambientales están en juego. en organismos diferentemente. Pueden actuar como irritantes que causan cambios adaptativos funciones fisiológicas; Cómo limitadores, provocando la imposibilidad de la existencia de determinados organismos en determinadas condiciones; Cómo modificadores, determinar cambios morfológicos y anatómicos en los organismos.

Patrones de acción de los factores ambientales sobre el organismo. . La respuesta de los organismos a la influencia de factores abióticos. El impacto de los factores ambientales en un organismo vivo es muy diverso. Algunos factores tienen una influencia más fuerte, otros tienen un efecto más débil; algunos influyen en todos los aspectos de la vida, otros influyen en un proceso vital específico. Sin embargo, por la naturaleza de su impacto en el organismo y en las reacciones de los seres vivos, se pueden identificar una serie de patrones generales que encajan en un determinado esquema general de acción de un factor ambiental sobre la actividad vital del organismo. El rango de acción del factor ambiental está limitado por los correspondientes valores umbral extremos.(puntos mínimo y máximo) en los que todavía es posible la existencia de un organismo. Estos puntos se llaman límites inferior y superior de resistencia (tolerancia) seres vivos en relación con un factor ambiental específico.

Los mejores indicadores de las funciones vitales del cuerpo.- Este punto óptimo . Para la mayoría de los organismos, determine valor optimo factor con suficiente precisión a menudo es difícil, por lo que se acostumbra hablar de zona optima.

Estados extremos de opresión de los organismos. con una marcada deficiencia o exceso de factor, llamado regiones pesimo o estrés . Cerca de puntos críticos mentir subletal magnitud del factor, A fuera de la zona de supervivencia - letal.

Este patrón de reacción de los organismos ante la influencia de factores ambientales nos permite considerarlo como un principio biológico fundamental: para cada especie de plantas y animales existe un óptimo, una zona de actividad vital normal, zonas pesimales y límites de resistencia en relación a cada factor ambiental.(Figura 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- punto óptimo; 2-3 - zona óptima ; 3-5 - 2-6 - límites de resistencia (tolerancia); 5.8 - 6,7 - estados extremos de opresión de organismos - áreas de pesimismo o estrés.

Los diferentes tipos de organismos vivos se diferencian notablemente entre sí tanto en la posición óptima como en los límites de resistencia. Por ejemplo, los zorros árticos en la tundra pueden tolerar fluctuaciones en la temperatura del aire en el rango de aproximadamente 80°C (de +30 a -55°C), algunos crustáceos de aguas cálidas pueden soportar cambios en la temperatura del agua en el rango de no más de 6°C (de 23 a 29°C) La cianobacteria oscillatorium, que vive en la isla de Java en agua con una temperatura de 64°C, muere a 68°C en 5-10 minutos.

Organismos, para cuya existencia es necesario condiciones ambientales estrictamente definidas y relativamente constantes, llamado estenobionte(Griego Stenos - estrecho, bion - vivo), y los que viven en amplio rango de variabilidad ambiental, - euribionte (Griego eurys - ancho). En este caso, los organismos de la misma especie pueden tener una amplitud estrecha en relación con un factor y una amplitud amplia en relación con otro (por ejemplo, adaptabilidad a un rango estrecho de temperaturas y un amplio rango de salinidad del agua). Además, la misma dosis de un factor puede ser óptima para una especie, pesimista para otra y más allá de los límites de resistencia para una tercera.

La capacidad de los organismos para adaptarse a un cierto rango de variabilidad de factores. ambiente llamado plasticidad ecológica. Esta característica es una de las propiedades más importantes de todos los seres vivos: al regular su actividad vital de acuerdo con los cambios en las condiciones ambientales, los organismos adquieren la capacidad de sobrevivir y dejar descendencia. Organismos euribiontes son amigables con el medio ambiente el mas flexible, que les proporciona amplio uso, A estenobionte, por el contrario, difieren plasticidad ecológica débil y, como resultado, generalmente tienen áreas de distribución limitadas.

Interacción de factores ambientales. . Los factores ambientales afectan a un organismo vivo de forma conjunta y simultánea.. Donde la acción de un factor depende porque con qué fuerza y ​​en qué combinación actúan otros factores simultáneamente. Este patrón ha recibido nombre interacción de factores. Por ejemplo, el calor o las heladas son más fáciles de soportar en aire seco que en aire húmedo. La tasa de evaporación del agua de las hojas de las plantas (transpiración) es mucho mayor si la temperatura del aire es alta y el clima es ventoso.

Sin embargo, si el valor de al menos uno de los vitales factores ambientales que se acerca a un valor crítico o va más allá(por debajo del mínimo o por encima del máximo), entonces a pesar de la combinación óptima de otras condiciones, las personas corren riesgo de muerte. Estos factores se denominan limitando(limitante).

Factores limitantes ambiente determinar el rango geográfico de la especie. Así, el movimiento de la especie hacia el norte puede verse limitado por la falta de calor, y hacia zonas desérticas y estepas secas, por la falta de humedad o temperaturas demasiado altas. Las relaciones bióticas también pueden servir como factor que limita la distribución de organismos, por ejemplo, la ocupación de un territorio por un competidor más fuerte o la falta de polinizadores para las plantas con flores. Identificar los factores limitantes y eliminar sus efectos, es decir, optimizar el hábitat de los organismos vivos, es un objetivo práctico importante para aumentar la productividad de los cultivos agrícolas y la productividad de los animales domésticos.

Influencia de los principales factores abióticos en los organismos vivos. . Características de la luz como factor ambiental. Naturaleza viva No puede existir sin luz, ya que la radiación solar que llega a la superficie terrestre es prácticamente la única fuente de energía para mantener el equilibrio térmico del planeta, creando materia orgánica organismos fototróficos de la biosfera, lo que en última instancia asegura la formación de un entorno capaz de satisfacer las necesidades vitales de todos los seres vivos.

efecto biológico luz de sol Depende de su composición espectral, duración, intensidad, frecuencia diaria y estacional.

Radiación solar Es radiación electromagnética en una amplia gama de ondas que forman el espectro continuo. de 290 a 3.000 Nuevo Méjico.

Rayos ultravioleta(UVL) de longitud inferior a 290 nm, perjudiciales para los organismos vivos, son absorbidos por la capa de ozono y no llegan a la Tierra.

A las tierras se llega principalmente infrarrojo(alrededor del 50% de la radiación total) y visible (45%) rayos del espectro. Los rayos UV con una longitud de onda de 290-380 nm representan el 5% de la energía radiante. Los rayos UV de onda larga, que tienen una alta energía fotónica, se caracterizan por una alta actividad química. En pequeñas dosis tienen un potente efecto bactericida, favorecen la síntesis de determinadas vitaminas y pigmentos en las plantas y vitamina D en animales y humanos; Además, provocan el bronceado en los seres humanos, que es una reacción protectora de la piel. Los rayos infrarrojos con longitudes de onda superiores a 710 nm tienen un efecto térmico.

Desde un punto de vista medioambiental, la región visible del espectro es la de mayor importancia.(390-710 nm), o radiación fotosintéticamente activa (PAR), que es absorbida por los pigmentos del cloroplasto y, por tanto, es crucial para la vida vegetal. Las plantas verdes necesitan luz visible para la formación de clorofila, la formación de la estructura del cloroplasto; regula el funcionamiento del aparato estomático, afecta el intercambio de gases y la transpiración, estimula la biosíntesis de proteínas y ácidos nucleicos y aumenta la actividad de varias enzimas sensibles a la luz. La luz también afecta la división y el alargamiento celular, los procesos de crecimiento y el desarrollo de las plantas, determina el momento de la floración y la fructificación y tiene un efecto formativo.

Las condiciones de luz en nuestro planeta son muy variadas: desde zonas muy iluminadas como tierras altas, desiertos y estepas, hasta la iluminación crepuscular en los fondos marinos y cuevas.

La reacción de los organismos al ritmo diario de iluminación, expresada en cambios en los procesos de confianza y desarrollo, se llama fotoperiodismo. La regularidad y la repetibilidad constante de este fenómeno de año en año permitieron a los organismos en el curso de la evolución coordinar sus procesos vitales más importantes con el ritmo de estos intervalos de tiempo. Bajo control fotoperiódico Se localizan casi todos los procesos metabólicos asociados con el crecimiento, desarrollo, actividad vital y reproducción de plantas y animales.

La reacción fotoperiódica es característica tanto de las plantas como de y animales.

El ritmo estacional en los animales se manifiesta más claramente en el cambio de plumaje en las aves y pelaje en los mamíferos, la frecuencia de reproducción y migración, la hibernación de algunos animales, etc.

Los ritmos biológicos también son característicos de los humanos.. Los ritmos circadianos se expresan en la alternancia de sueño y vigilia, fluctuaciones en la temperatura corporal entre 0,7 y 0,8 ° C (al amanecer disminuye, al mediodía aumenta, por la noche alcanza un máximo y luego vuelve a disminuir, especialmente rápidamente después de un la persona se queda dormida), ciclos de actividad del corazón y los riñones, etc.

Los organismos vivos pueden navegar en el tiempo, es decir, tienen un reloj biológico. En otras palabras, muchos organismos se caracterizan por la capacidad de sentir los ciclos diarios, de marea, lunares y anuales, lo que les permite prepararse con antelación para los próximos cambios ambientales.

Límites de temperatura de la vida.. La necesidad de calor para la existencia de los organismos se debe principalmente al hecho de que todos los procesos de la vida sólo son posibles en un determinado fondo térmico, determinado por la cantidad de calor y la duración de su acción. La temperatura de los organismos y, como consecuencia, la velocidad y la naturaleza de todos los procesos depende de la temperatura ambiente. reacciones químicas componentes del metabolismo.

Los límites de la existencia de vida son las condiciones de temperatura bajo las cuales no se produce la desnaturalización de las proteínas, los cambios irreversibles en las propiedades coloidales del citoplasma, la interrupción de la actividad enzimática y la respiración. Para la mayoría de los organismos, este rango de temperatura es de 0 a +500. Sin embargo, varios organismos tienen sistemas enzimáticos especializados y están adaptados a una existencia activa a temperaturas más allá de estos límites.

Las especies cuyas condiciones óptimas de vida se limitan a la región de altas temperaturas se clasifican como grupo ecológico de termófilos(bacterias que habitan en las fuentes termales de Kamchatka con una temperatura del agua de 85-93 ° C, varios tipos de algas verdes, líquenes crustosos, semillas de plantas del desierto ubicadas en la capa superior caliente del suelo. El límite de temperatura de los representantes del mundo animal no suele superar los +55-58 ° C (amebas testadas, nematodos, ácaros, algunos crustáceos, larvas de muchos dípteros).

Plantas y animales que permanecen activos a temperaturas de 0 a -8°C. Referirse a grupo ecológico de criófilos(Griego Kryos - frío, hielo). La criofilia es característica de muchas bacterias, hongos, líquenes, artrópodos y otras criaturas que viven en la tundra, los desiertos árticos y antárticos, las altas montañas, las frías aguas polares, etc.

Los representantes de la mayoría de las especies de organismos vivos no tienen la capacidad de regular térmicamente activamente sus cuerpos. Su actividad depende, en primer lugar, del calor procedente del exterior y su temperatura corporal depende de la temperatura ambiente. Estos organismos se llaman poiquilotérmico (ectotérmico). La poiquilotermia es característica de todos los microorganismos, plantas, invertebrados y la mayoría de los cordados.

Solo en aves y mamíferos El calor generado durante el metabolismo intensivo sirve como una fuente bastante confiable para aumentar la temperatura corporal y mantenerla en un nivel constante. independientemente de la temperatura ambiente. Esto se ve facilitado por un buen aislamiento térmico creado por el pelaje, un plumaje denso y una gruesa capa de tejido adiposo subcutáneo. Estos organismos se llaman homoiotérmico (endotérmico o de sangre caliente). Propiedad endotérmica permite que muchas especies de animales (osos polares, pinnípedos, pingüinos, etc.) realicen estilo de vida activo a bajas temperaturas.

Caso especial homeotermia - heterotermia- característica de los animales que hibernan o se adormecen temporalmente durante los períodos desfavorables del año (tuzas, erizos, los murcielagos, Sony, etcétera). Activo ellos apoyan alta temperatura cuerpo, y en el caso baja actividad corporal - reducido, que se acompaña de una desaceleración de los procesos metabólicos y, como consecuencia, de una baja transferencia de calor.

El papel ecológico de los bueyes. Agua es una condición necesaria existencia de todos los organismos vivos en la Tierra. La importancia del agua en los procesos vitales está determinada por el hecho de que es el entorno principal de la célula donde tienen lugar los procesos metabólicos y sirve como el producto inicial, intermedio o final más importante de las reacciones bioquímicas.

Al estudiar el papel ecológico del agua. tenido en cuenta No solo cantidad precipitación, Pero Y la relación entre su tamaño y evaporación. Las áreas en las que la evaporación excede la precipitación anual se llaman árido(seco, árido). EN áreas húmedas (húmedas) las plantas reciben suficiente agua.

Las plantas terrestres superiores que llevan un estilo de vida apegado, en mayor medida que los animales, dependen del suministro de sustrato y aire con humedad. Hay tres grupos principales de plantas:

Higrófitos- plantas de hábitats excesivamente húmedos con alta humedad del aire y del suelo. Las higrófitas más típicas son las plantas herbáceas y epífitas de las selvas tropicales y de las capas inferiores de los bosques húmedos de diferentes zonas climáticas. que son plantas cultivadas.

Xerófitos- plantas de hábitats secos que pueden tolerar sequías prolongadas sin dejar de ser fisiológicamente activas. Se trata de plantas de desiertos, estepas secas, sabanas, subtrópicos secos, dunas de arena y laderas secas y muy calentadas.

El grupo de xerófitos incluye suculentas- plantas con hojas o tallos suculentos y carnosos que contienen tejido acuífero muy desarrollado. Hay suculentas de hojas (agaves, aloe, jóvenes, sedum) y de tallo, en las que las hojas son reducidas y las partes aéreas están representadas por tallos carnosos (cactus, algunos algodoncillos, gradas, etc.).

Las suculentas se limitan principalmente a las zonas áridas de Centroamérica, Sudáfrica y el Mediterráneo.

mesófitos Ocupan una posición intermedia entre higrófitos y xerófitos. Son comunes en áreas moderadamente húmedas con condiciones moderadamente cálidas y un suministro bastante bueno de nutrición mineral. Los mesófitos incluyen plantas de praderas, bosques herbáceos, árboles de hoja caduca y arbustos de zonas de climas moderadamente húmedos, así como la mayoría de las plantas y malas hierbas cultivadas. Los mesófitos se caracterizan por una alta plasticidad ecológica, lo que les permite adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes.

Adaptación de los animales al régimen hídrico.. Los métodos para regular el equilibrio hídrico en los animales son más diversos que en las plantas. Se pueden dividir en conductuales, morfológicos y fisiológicos.

Entre las adaptaciones conductuales incluir la búsqueda de cuerpos de agua, la elección de hábitats, la excavación de hoyos, etc. En los hoyos, la humedad del aire se acerca al 100%, lo que reduce la evaporación a través del tegumento y ahorra humedad en el cuerpo.

Hacia métodos morfológicos de mantenimiento equilibrio hídrico normal incluir formaciones que promuevan la retención de agua en el cuerpo; Se trata de caparazones de moluscos terrestres, ausencia de glándulas cutáneas y queratinización del tegumento de los reptiles, cutícula quitinizada de los insectos, etc.

Adaptaciones fisiológicas para la regulación del metabolismo del agua. se puede dividir en tres grupos:

1) la capacidad de varias especies para formar agua metabólica y satisfacerse con la humedad suministrada por los alimentos (muchos insectos, pequeños roedores del desierto);

Una persona en el medio ambiente, por un lado, es un objeto de interacción de factores ambientales, por otro lado, él mismo tiene un impacto en el medio ambiente. Desde este punto de vista, el hombre y la humanidad en su conjunto se caracterizan por características importantes. Característica importante del hombre como factor ambiental radica en la conciencia, la determinación y el impacto masivo sobre la naturaleza.[...]

Cualquier especies biológicas Tiene recursos energéticos limitados, lo que limita su impacto sobre el medio ambiente. Por ejemplo, las plantas verdes utilizan la energía del sol, los consumidores utilizan parte de la energía de sustancias orgánicas formadas por organismos del nivel trófico anterior. La humanidad en el proceso de trabajo y actividad intelectual amplía la gama de fuentes de energía disponibles hasta el uso de reacciones nucleares y termonucleares. Esto permitió a las personas superar los límites naturales al crecimiento de su número.[...]

El aumento de la población, el suministro de energía y el equipamiento técnico de las personas crea los requisitos previos para poblar cualquier nicho ecológico. La humanidad representa la única especie en la Tierra con una distribución mundial. Esto convierte a la persona en un factor ambiental con una influencia global.[...]

Por su impacto en todos los componentes principales de la biosfera, la influencia de la humanidad llega a las zonas ecológicas más remotas del planeta; un ejemplo es el descubrimiento de DDT en el hígado de pingüinos y focas capturados en la Antártida, donde nunca se han aplicado insecticidas. usado. [...]

Como resultado del trabajo, una persona crea un hábitat artificial a su alrededor. Los ecosistemas naturales están siendo reemplazados por ecosistemas antropogénicos, en los que el hombre es el factor absolutamente dominante.[...]

Como resultado de la actividad humana, se producen cambios en el entorno físico: la composición de los gases del aire, la calidad del agua y los alimentos, el clima, el flujo de energía solar y otros factores que afectan la salud y el rendimiento de las personas. en desviarse condiciones extremas Se gasta mucho esfuerzo y dinero en creación y mantenimiento artificiales. condiciones óptimas ambiente.[...]

Escala de interacción sociedad moderna no están determinados por la naturaleza necesidades biológicas hombre, sino por el nivel cada vez mayor de desarrollo técnico y social. El poder técnico humano ha alcanzado una escala acorde con los procesos de la biosfera. Por ejemplo, los equipos de construcción y minería mueven anualmente más material a la superficie de la Tierra que el que todos los ríos del mundo transportan al mar como resultado de la erosión hídrica. La actividad humana en el planeta cambia el clima y afecta la composición de la atmósfera y del océano mundial.[...]

Y EN. Vernadsky en la primera mitad del siglo XX predijo el desarrollo de la biosfera y su transición a la noosfera, la esfera de la razón. Al definir la etapa actual en el desarrollo de la biosfera y la sociedad humana, podemos decir que los procesos tecnológicos y antropogénicos están jugando un papel cada vez más importante.[...]

La compleja organización jerárquica de la naturaleza viva contiene enormes reservas de autorregulación. Para desbloquear estas reservas es necesaria una intervención competente en los procesos que tienen lugar en la biosfera. La estrategia para tal intervención puede ser determinada por la ecología, basándose en los logros de las ciencias naturales y sociales.

Sin llenar la barriga de comida,

El siglo XX se está masticando a sí mismo.

Y corta, corta el árbol de la vida,

Como un leñador despiadado...

¡Gran mente! prohibirlo

Corta al menos la última rama.

Muchos tipos de actividades humanas pueden considerarse factores ambientales especiales, que se denominan antropogénicos; la escala de acción de los factores antropogénicos se vuelve comparable a la acción de las fuerzas geológicas; La biosfera reacciona al impacto de factores antropogénicos reduciendo el número de especies, agotando el acervo genético de las poblaciones, cambiando la dirección de la selección natural y extinguiendo especies.

El planeta en su conjunto, la biosfera y la sociedad son ecológicamente indivisibles, por lo que los problemas ambientales actúan como problemas humanos universales. Sin embargo, en cada región se manifiestan y se resuelven a su manera, dependiendo del tipo de ecosistemas, condiciones físico-geográficas y socioeconómicas específicas. Por otro lado, las situaciones ambientales locales, aunque importantes, sólo pueden resolverse exitosamente teniendo en cuenta un enfoque global.

1. Al final de la era Cenozoica, se produjeron importantes cambios climáticos en varias zonas del planeta: comenzaron el enfriamiento y el secado. Esto llevó a que los bosques fueran reemplazados por espacios abiertos. Los organismos vivos que antes vivían en la espesura del bosque y pasaron a vivir en espacios abiertos bajo la influencia de factores ambientales adquirieron nuevas propiedades y características: se desarrolló la actividad de construcción (topillos, jerbos); Una forma de vida nómada, surgieron migraciones, el tamaño de la manada aumentó (en la manada de animales del bosque, los alces, solo hay 20-30 cabezas, y los habitantes de los espacios abiertos, los ciervos, se reúnen en manadas de miles). El estilo de vida nocturno fue reemplazado por un estilo de vida diurno, las conexiones jerárquicas en la manada se volvieron más complejas y cada miembro comenzó a realizar funciones de guardia alternativamente. Se cree que los antepasados ​​del hombre, los animales del bosque, se encontraban en circunstancias difíciles en las nuevas condiciones. Los principales fueron: la desaparición de muchas plantas del bosque tropical que servían de alimento, la imposibilidad de depredación por la falta de colmillos y garras como medio de ataque y defensa; velocidad de movimiento lenta en comparación con la mayoría de los animales de cuatro patas del mismo tamaño; baja tasa de natalidad, duración del desarrollo de los cachorros.

Esto llevó al desarrollo en los antepasados ​​​​del hombre, a medida que dominaban el modo de vida terrestre, de signos de la raza humana: caminar erguido, uso más complejo de herramientas, estructura mejorada de la mano y actividad nerviosa más compleja. Desde un punto de vista geológico, esto sucedió hace muy poco tiempo.

El éxito en la lucha por la existencia sólo podía garantizarse gracias a una superioridad significativa de sus capacidades mentales en comparación con todos los animales que atacaban a los prehumanos o podían convertirse en sus presas. La selección natural favoreció el desarrollo del cerebro humano.

Los primeros predecesores inmediatos o incluso representantes de los pueblos más antiguos, los australopitecos, tenían caras relativamente planas, los arcos superciliares sobresalían hacia adelante y una parte importante de la cara estaba ocupada por una poderosa mandíbula inferior. Vivían en espacios abiertos y tenían una jerarquía compleja. Fue entre los australopitecos donde surgió la actividad de herramientas como una forma de adaptación biológica y como una nueva etapa de evolución. Los científicos creen que la primera herramienta de piedra se fabricó hace unos tres millones de años. La Figura 30 muestra herramientas de pedernal procesadas utilizando diversas tecnologías.

En esta etapa, la manada de prehumanos comenzó a adquirir los rasgos de la sociedad humana, y los prehumanos comenzaron a adquirir los rasgos de las personas. Surgieron varios métodos de comunicación, se desarrolló la actividad diurna y el hombre empezó a utilizar el fuego.

El uso del fuego es el primer factor antropogénico; el primer fuego provocó las primeras consecuencias adversas para los seres vivos.

Los neandertales ya habían construido viviendas, cabañas para 10 a 12 personas, y aprendieron a vivir en cualquier clima.

El desarrollo de la agricultura (Figura 31) y la domesticación de animales (Figura 32) fueron acompañados por la deforestación, el pastoreo y la recolección de alimentos, lo que provocó cambios en los ecosistemas.

Hace 8,5 mil años se realizó la primera fundición de metales (Catal Huyuk, sur de Turquía). Comenzó el desarrollo de la artesanía y luego de la industria.

Una nueva etapa en la interacción entre la sociedad y la naturaleza fue el surgimiento de las ciudades, el crecimiento del equipamiento técnico humano, el desarrollo de la artesanía, el arte y la imprenta.

El hombre ha adquirido la capacidad de dominar el mundo universalmente, de transformar la naturaleza (demostración de una mesa - un pergamino (Fig. 33), que caracteriza en forma inversa las etapas de la influencia humana sobre la naturaleza).

2. La actividad humana ha adquirido un carácter global y se ha convertido en un factor ecológico especial y superpoderoso en la existencia de los seres vivos en la biosfera.

Los seres humanos están reduciendo las áreas ocupadas por los ecosistemas naturales. El 9¸12% de la superficie de la tierra está arada, el 22¸25% son pastos total o parcialmente cultivados. 458 ecuadores: esta es la longitud de las carreteras del planeta; 24 km por cada 100 km 2: tal es la densidad de las carreteras. Sólo en los países industrializados, según la ONU, más de tres mil kilómetros cuadrados de paisaje desaparecen cada año bajo el hormigón de carreteras, asentamientos y aeropuertos en construcción.

La gente consume productos de sushi, lo que reduce la proporción de consumidores naturales.

La biomasa de la humanidad y los animales domésticos es del 15 al 20% de la biomasa de los animales terrestres (en 1980). Sin embargo, los humanos y los animales domésticos consumen 1/4 de la producción vegetal del sushi.

El hombre está agotando las reservas de energía acumuladas en los "callejones sin salida" de la biosfera.

La humanidad moderna consume la energía potencial de la biosfera 10 veces más rápido de lo que la acumulan las actividades de los organismos que captan la energía solar en la Tierra.

El hombre utiliza los recursos de la Tierra y contamina la biosfera: extrae alrededor de 100 mil millones de toneladas de minerales, combustibles fósiles y otras materias primas, es decir, 25 toneladas por cada habitante del planeta. El 96¸98% de las materias primas extraídas se desperdician. Por habitante ciudades importantes representa 1 tonelada de residuos (alimentos y domésticos). 6 mil millones de toneladas por año de desechos sólidos arrojados a los océanos. Cada año, entre 69 y 90 millones de toneladas de petróleo y productos derivados del petróleo ingresan a la biosfera y 20 mil millones de toneladas de dióxido de carbono ingresan a la atmósfera. Como resultado de la quema de combustible, aumenta la concentración de plomo en el aire y el suelo, los óxidos de azufre y nitrógeno ingresan a la atmósfera y forman lluvia ácida con el agua.

La contaminación física de la biosfera está aumentando: ruido, calor, luz y radiactividad. El polvo del ambiente aéreo está aumentando.

3. El impacto de factores antropogénicos provoca reacciones de los sistemas biológicos.

a) Muerte de individuos y reducción de la población.

Alces, ciervos, corzos y jabalíes, pájaros e insectos mueren en las carreteras bajo las ruedas de los vehículos. El trabajo de campo provoca la muerte de urogallo, liebres y codornices en mayor medida que la caza.

Millones de aves migratorias son quemadas en antorchas de gas que queman gases residuales de la producción de petróleo. Los animales mueren en derrames de petróleo, en cables y soportes de líneas eléctricas (águilas esteparias, sepultureros, águilas reales, serpientes de orejas cortas, etc.), al tragar objetos de plástico que flotan en el mar (tortugas marinas), en redes de pesca (delfines, focas ).

b) Violaciones de la ontogenia de los organismos.

Los contaminantes (dióxido de azufre, flúor y fluoruro de hidrógeno, cloruros y dióxido de nitrógeno) son los más peligrosos para las plantas, provocando quemaduras y, en altas concentraciones, la muerte de plantas e individuos. El dióxido de azufre y el ácido sulfúrico formados a partir del dióxido de azufre, junto con otras sustancias, ingresan al suelo y reducen su fertilidad. La acidez del suelo cambia, lo que suprime la actividad de las bacterias y reduce la cantidad de lombrices. El contaminante más peligroso es el petróleo.

Los contaminantes afectan a los embriones y a los embriones en desarrollo, envenenándolos, provocando deformidades y anomalías en el desarrollo del cuerpo, disfunción de las gónadas y órganos, disfunción del sistema nervioso.

¿Tienen diferentes contaminantes que actúan simultáneamente un efecto acumulativo? el efecto del cobre en las plantas aumenta en presencia de sales de plomo; El cobre potencia el efecto de la radiación, por el contrario, las sales de bario, manganeso y magnesio debilitan dicho efecto.

Bajo la influencia de los contaminantes, la esperanza de vida se acorta, especialmente en especies longevas que pueden acumular concentraciones peligrosas de contaminantes en el cuerpo.

c) Perturbación de los fenómenos poblacionales.

La estructura de la población cambia: la proporción de hombres y mujeres, individuos de diferentes generaciones; el número se reduce a límites tales que se perturba la búsqueda de cónyuges. Debido a la contaminación ambiental, se alteran los ciclos reproductivos (desarrollo asincrónico de células germinales en machos y hembras), disminuye el número de hembras preñadas y el número de cachorros en la camada y aumenta la mortalidad de los recién nacidos. El hábitat de la especie se está desintegrando, las áreas de hábitat se están reduciendo y se están aislando pequeñas islas de hábitat.

d) Cambio en el ecosistema.

Reducir el número de especies reduce la complejidad del ecosistema; la pérdida de algunas especies puede provocar el brote de otras; las especies dominantes pueden ser suprimidas y su lugar lo ocupan especies recién introducidas; Se destruyen las relaciones interespecíficas: depredador-presa, polinizador-planta polinizada, relaciones simbióticas. La muerte de una especie vegetal puede provocar la muerte de entre 5¸7 y 30¸35 especies animales asociadas, principalmente invertebrados. La contaminación lumínica, sonora y química altera los sistemas de señalización establecidos en la comunidad natural entre especies. Como resultado de los cambios en la estructura de la comunidad, se altera su estabilidad y se producen brotes masivos de población, generalmente de animales invertebrados. Así, ante nuestros ojos, se está produciendo un gigantesco agotamiento del acervo genético de la biosfera debido a la extinción de especies, la reducción de su diversidad poblacional y el número de individuos en todas las poblaciones que se están reduciendo en todo el territorio. Cada día, de esta cifra, una especie de animal desaparece irrevocablemente, y cada semana, una especie de planta desaparece. Hoy en día sólo hay 25 aves por cada habitante del planeta, y hacia el año 2000 esta proporción disminuirá aún más.

Los recursos naturales necesarios para la supervivencia humana y el desarrollo sostenible se están destruyendo o agotando cada vez más. Al mismo tiempo, la necesidad de estos recursos está creciendo rápidamente. Si continúan los índices actuales de degradación del suelo, un tercio de la tierra cultivable del mundo será destruida en los próximos 20 años. Asimismo, para finales de este siglo (al ritmo actual de deforestación), la superficie restante de bosque tropical no talado se reducirá a la mitad. Durante este período, se espera que la población de la Tierra aumente una vez y media, de poco más de 5 mil millones a casi 6 mil millones de personas.

Se ha hecho evidente que el equilibrio de los procesos de la biosfera, perturbado por la actividad económica humana, se está restableciendo más lentamente que nunca. Los mecanismos de adaptación de la biosfera están funcionando "al límite". El acervo genético de la biosfera se está agotando, lo que genera la amenaza de consecuencias evolutivas impredecibles.

4. Muchos científicos caracterizan la situación ambiental actual como una "crisis ecológica", "crisis del medio ambiente natural".

Los problemas ambientales se clasifican como globales y afectan tanto al mundo en su conjunto como a sus regiones y países individuales.

Resolver los problemas medioambientales, en particular la preservación del acervo genético de la biosfera, es cada vez más urgente.

La humanidad y cada persona, cada uno de nosotros, debemos reconocer la situación de crisis y proponer ideas que salven la vida en el planeta.