Faktor lingkungan- sifat-sifat habitat yang berpengaruh pada tubuh. Misalnya keberadaan mineral, akses oksigen, kelembaban tanah, suhu tanah, kelonggaran tanah. Unsur-unsur lingkungan yang acuh tak acuh, misalnya gas inert, bukanlah faktor lingkungan.

mode

Berdasarkan sifat dampaknya

• Akting langsung
• Akting secara tidak langsung
• Berlaku secara kondisional- pengaruh elemen ekosistem (biogeocoenosis) ditingkatkan atau dilemahkan oleh pengaruh faktor lingkungan lainnya

Berdasarkan asal

• Abiotik- faktor alam mati :
  • iklim
  • edafik (edafogenik)
  • orografis
  • bahan kimia
  • fisik: kebisingan, medan magnet, konduktivitas termal dan kapasitas panas, radioaktivitas, intensitas radiasi matahari ***** hidrografi: kepadatan air, arus, transparansi, dll.
    • pirogenik: faktor kebakaran[ sumber tidak ditentukan 824 hari] (Odum, 1975, 1986)
• Biotik
  • fitogenik- pengaruh tanaman
  • mikogenik- pengaruh jamur
  • zoogenik- pengaruh binatang
  • mikrobiogenik- pengaruh mikroorganisme
• Faktor antropogenik (antropik):
  • Pada tahun 1912, ilmuwan Rusia Prof. G.F. Morozov dalam bukunya “The Study of Forests” mendefinisikan dampak manusia terhadap alam sebagai faktor lingkungan yang terpisah dan membaginya menurut sifat pengaruhnya terhadap lingkungan alam menjadi dampak antropogenik langsung, tidak langsung, dan bersyarat [Morozov, 1949].
  • Dampak antropogenik langsung– pengaruh langsung manusia terhadap komponen ekosistem (biogeocenosis). Ini termasuk memetik buah beri, jamur, menebang pohon, dll.
  • Dampak antropogenik tidak langsung– pengaruh manusia melalui tingkat menengah. Ini adalah perubahan permukaan air tanah, sebuah perubahan rezim suhu, polusi radiasi, dll.
  • Dampak antropogenik bersyarat adalah pengaruh biotik dan faktor abiotik, diperkuat atau dilemahkan oleh pengaruh manusia.
  • Pada tahun 1981, definisi “Faktor antropogenik [dampak antropogenik] adalah setiap dampak terhadap lingkungan [alami] yang terkait dengan aktivitas manusia baik sadar maupun tidak sadar, yang menyebabkan perubahan kuantitatif dan kualitatif pada komponen-komponennya [Popa, 1981].
  • Pada tahun 2011, skala penyimpangan antropogenik biogeocenosis (ekosistem), yang dikembangkan menggunakan contoh hutan berdaun lebar di zona stepa, diterbitkan, termasuk 12 tahap penghancuran. lingkungan alami oleh manusia, mulai dari keadaan ekosistem yang tidak terganggu secara kondisional hingga tahap hilangnya fungsi vital akibat biogeocenosis [Popa, 2011].

Dengan menghabiskan

• Sumber daya
• Kondisi

Berdasarkan arah

• divektorkan
• Siklus abadi

• Monodominan
• Sinergi
• Antagonisme
• Provokatif

nilai-nilai ekstrem

Kurva hidup tanaman tahunan. Tumbuhan tahunan tidak dapat memasuki keadaan dorman dan zona hidupnya bertepatan dengan zona aktivitas vital.

plastik

kurva kehidupan poin Dan zona:

• Poin utama:
  • poin minimum Dan maksimum
  • dot optimal
• Zona:
  • daerah optimal
  • zona pesimis
  • daerah aktivitas vital
  • zona perdamaian
  • daerah kehidupan

norma reaksi

kelimpahan atau frekuensi kejadian

Bibliografi

• Sahney, S., Benton, MJ. dan Ferry, P.A. (2010). “Hubungan antara keanekaragaman taksonomi global, keanekaragaman ekologi dan perluasan vertebrata di darat” (PDF). Surat Biologi 6 (4): 544–547. DOI:10.1098/rsbl.2009.1024. PMID 20106856.
• David L.Hawksworth. Keanekaragaman Hayati dan Konservasi di Eropa. - Springer, 2008. - Hal. 3390. - ISBN 1402068646..
• Bampton, M. "Transformasi Antropogenik" dalam Ensiklopedia Ilmu Lingkungan, D. E. Alexander dan R. W. Fairbridge, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Belanda.
• Cacing, Boris (2006-11-03). "Dampak Hilangnya Keanekaragaman Hayati terhadap Jasa Ekosistem Laut." Sains 314 (5800): 787–790. DOI:10.1126/sains.1132294. PMID 17082450.
• Morozov G.F. Mengajar tentang hutan. edisi ke-7. M.: Goslesbumizdat, 1949.455 hal.
• Popa Yu.N Transformasi antropogenik biogeocenosis hutan di Kodr Moldova. Abstrak penulis. dis. Ph.D. biol. Sains:03.00.16 - Ekologi. Krasnoyarsk, 1981. hal.6.
• Popa Yu.N. Pemulihan biogeocenosis pada ekotop yang diubah secara antropogenik di zona stepa: monografi. diedit oleh anggota-corr. NAS Ukraina, Doktor Biologi. sains, prof. A.P. Travleeva; Universitas Penerbangan Nasional. - Kyiv: Buku terlaris Ukraina, 2011. - 437 hal.

Faktor lingkungan

Adaptasi organisme terhadap lingkungan

Lingkungan hidup dasar

Faktor lingkungan

Organisme dan lingkungan

Kuliah 6. Dasar-dasar Autekologi. Organisme dan lingkungan

Autekologi mempelajari hubungan antara perwakilan suatu spesies dan lingkungannya. Berdasarkan kajian tentang proses adaptasi spesies terhadap lingkungan (ekologi faktorial). Ekologi manusia juga mempelajari pengaruh (normalisasi) faktor lingkungan dan pengaruh ekstrimnya terhadap tubuh.

Dunia kehidupan di sekitar kita terdiri dari organisme yang terus-menerus memperbanyak diri. Seekor kutu daun dapat menghasilkan lebih dari 300 juta keturunan selama musim panas. Kemampuan untuk bereproduksi tanpa batas adalah hal yang melekat. Namun tidak ada pertumbuhan jumlah yang tidak terbatas; kendala utamanya adalah kurangnya sumber daya. Untuk tumbuhan - garam mineral, karbon dioksida, air, cahaya. Untuk hewan - makanan, air. cadangan sumber daya ini menghambat reproduksi. Pembatas kedua adalah pengaruh berbagai kondisi buruk yang memperlambat pertumbuhan dan reproduksi. Pertumbuhan tanaman tergantung pada cuaca. Reproduksi penghuni perairan terhambat oleh rendahnya kandungan oksigen di dalam air. Selain itu, terjadi eliminasi dan kematian embrio atau individu muda yang sudah dihasilkan. Misalnya, tidak semua biji pohon ek berkecambah. Kesuburan yang tinggi membedakan spesies yang kematian individunya di alam sangat tinggi.

Tubuh, yang mengalami kebutuhan akan masuknya energi dan informasi, sepenuhnya bergantung pada lingkungan

Hukum - hasil perkembangan suatu organisme ditentukan oleh rasionya fitur internal dan karakteristik lingkungan di mana ia berada.

Adaptasi evolusioner organisme terhadap kondisi lingkungan, dinyatakan dalam perubahan karakteristik eksternal dan internal - adaptasi. Prinsip Le Chatelier: “Evolusi sistem apa pun mengarah pada pengurangan potensi bahaya.” Menurut prinsip ini, evolusi suatu organisme berkontribusi pada adaptasinya terhadap perubahan pengaruh eksternal.

Faktor lingkungan– ini adalah kondisi dan elemen lingkungan tertentu yang memiliki efek spesifik pada tubuh.

Faktor lingkungan: 1- abiotik. 2 – biotik. 3- antropogenik.

Faktor abiotik– seperangkat faktor dalam lingkungan anorganik yang mempengaruhi kehidupan dan distribusi hewan dan tumbuhan

Faktor abiotik

edafik fisik kimia (tanah)

Faktor biotik– totalitas pengaruh aktivitas kehidupan beberapa organisme terhadap aktivitas kehidupan organisme lain, serta terhadap lingkungan mati

Faktor biotik

pengaruh interspesifik intraspesifik pada

interaksi interaksi faktor abiotik

(persemakmuran)

Komensalisme

(satu manfaat)

Amensalisme

(satu spesies menghambat pertumbuhan spesies lain)

Faktor antropogenik– faktor-faktor yang dihasilkan oleh manusia dan mempengaruhi lingkungan (polusi, erosi tanah, perusakan hutan, dll.)

Sifat umum dari tindakan faktor lingkungan.

Dalam proses kehidupan, interaksi organisme dengan habitatnya dan komponen-komponennya satu sama lain didasarkan pada transfer antar elemen sistem aliran massa materi dan senyawanya, semua jenis energi dan informasi. Sesuai dengan hukum kekekalan kehidupan oleh Yu.N. Kurazhkovsky: “Kehidupan hanya dapat ada dalam proses pergerakan aliran materi, energi, dan informasi melalui tubuh yang hidup.”

Interaksi suatu organisme dengan lingkungannya tunduk pada hukum-hukum berikut. Hukum Pokok optimal (toleransi). hukum Liebig Hal ini terungkap dalam kenyataan bahwa setiap faktor lingkungan memiliki batas pengaruh positif tertentu terhadap tubuh. Jika menyimpang dari batas ini, tanda efeknya berubah menjadi sebaliknya. Misalnya, hewan tidak tahan terhadap panas dan cuaca beku yang parah; Kekeringan dan hujan lebat tidak menguntungkan tanaman. Kurva optimal untuk faktor apa pun tidak akan sama untuk spesies yang berbeda. Unta dan jerboa tidak tahan terhadap kondisi gurun utara, dan rusa kutub serta lemming tidak tahan terhadap kondisi gurun selatan yang panas. Sejumlah spesies dapat hidup dalam kisaran optimal yang sempit, sementara spesies lain dapat hidup dalam kisaran optimal yang luas. Tanaman yang tidak sabar mati jika tidak ada kelembapan di udara; rumput bulu tidak mati bahkan di musim kemarau. Batas optimal dan daya tahan tubuh tidak konstan sepanjang hidup organisme. Optimalnya bisa digeser (temperature hardening).

Sesuai dengan kaidah optimal bagi suatu organisme, terdapat kisaran nilai faktor yang paling menguntungkan (optimal). Di luar batas optimal terdapat zona penindasan yang berubah menjadi titik kritis. Untuk beberapa organisme, zona optimal memiliki jangkauan yang luas. Mereka disebut - eurybiont(Yunani: luas, hidup). Organisme dengan jangkauan sempit – stenobiont(sempit).

Kisaran nilai faktor (antara titik kritis) disebut valensi ekologis. Identik dengan valensi toleransi.( toleransi lat - kesabaran), atau plastisitas (variabilitas) jika lingkungan relatif konstan, sedikit variabel, maka lebih banyak stenobion di dalamnya (misalnya, di lingkungan perairan). Jika lingkungannya dinamis, misalnya air-udara, eurybion memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup di dalamnya. Zona optimal dan valensi ekologi lebih luas pada hewan berdarah panas.

Pengaruh faktor suhu. Jika kisaran toleransinya terletak pada kisaran yang luas (-5; +25), maka organisme tersebut disebut eurytermal, jika sempit - stenotermik. Mungkin euryhaline (salinitas)

Beras. 1. Ketergantungan potensi kehidupan pada intensitas faktor dampak

1. – zona optimal (kenyamanan);

2. – zona aktivitas kehidupan yang diperbolehkan;

3. – zona penindasan;

4. – zona kematian.

Toleransi – kemampuan tubuh untuk menoleransi dampak buruk dari satu atau beberapa faktor lingkungan.

Zona optimal dengan titik nyaman (titik maksimal – potensi hidup) – area aktivitas hidup optimal.

Zona aktivitas hidup yang diperbolehkan – nilai nilai faktor dampak yang diperbolehkan adalah wilayah aktivitas kehidupan normal.

Zona penindasan – zona dengan penyimpangan faktor yang besar dari optimal, di mana tubuh mengalami penekanan fungsi vital.

Zona kematian – batas toleransi terhadap faktor dampak bertepatan dengan nilai minimum dan maksimum faktor tersebut, yang di luarnya keberadaan organisme tidak mungkin terjadi.

Harus diingat bahwa beberapa faktor dapat meningkatkan atau mengurangi dampak faktor lainnya. Panas berlebih dapat dimitigasi dengan kelembapan udara yang rendah. . Hukum independensi faktor oleh V.R. Williams: “Kondisi kehidupan itu setara, tidak ada satupun faktor kehidupan yang dapat digantikan oleh faktor lain”

hukum ke-2 – faktor pembatas. Faktor yang paling signifikan adalah faktor yang paling menyimpang dari nilai optimalnya. Suatu faktor yang kekurangan atau kelebihan (mendekati titik kritis) berdampak negatif terhadap tubuh. Faktor pembatas menentukan batas sebaran spesies – jangkauannya. Produktivitas organisme dan komunitas bergantung pada mereka.

Aturan faktor pembatas dalam agronomi. Jika tanah kekurangan garam mineral (50% fosfor, 20% kalsium), hasil panen akan 5 kali lebih sedikit. Jika Anda menambahkan kalsium, hasilnya adalah 59%.

Aktivitas manusia sering kali melanggar semua hukum aksi faktor - perusakan habitat, gangguan nutrisi air dan mineral.

Hukum faktor optimum dan pembatas dapat dinyatakan dalam satu hukum V. Hukum Toleransi Shelford:“Faktor pembatas kesejahteraan suatu populasi (organisme) dapat berupa dampak lingkungan minimum atau maksimum, dan kisaran di antara keduanya menentukan besarnya daya tahan (batas toleransi) organisme terhadap faktor tertentu”

Faktor lingkungan adalah:

Faktor lingkungan

Faktor lingkungan- sifat-sifat habitat yang berpengaruh pada tubuh. Unsur-unsur lingkungan yang acuh tak acuh, misalnya gas inert, bukanlah faktor lingkungan.

Faktor lingkungan menunjukkan variabilitas yang signifikan dalam ruang dan waktu. Misalnya, suhu sangat bervariasi di permukaan tanah, namun hampir konstan di dasar laut atau jauh di dalam gua.

Faktor lingkungan yang sama juga dimilikinya arti yang berbeda dalam kehidupan organisme yang hidup bersama. Misalnya, rezim garam dalam tanah memainkan peran utama dalam nutrisi mineral tanaman, tetapi tidak mempengaruhi sebagian besar hewan darat. Intensitas iluminasi dan komposisi spektral cahaya sangat penting dalam kehidupan organisme fototrofik (sebagian besar tumbuhan dan bakteri fotosintetik), dan dalam kehidupan organisme heterotrofik (jamur, hewan, sebagian besar mikroorganisme) cahaya tidak berpengaruh. efek nyata pada aktivitas kehidupan.

Faktor lingkungan dapat berperan sebagai iritan yang menyebabkan perubahan adaptif fungsi fisiologis; sebagai pembatas yang membuat organisme tertentu tidak mungkin ada dalam kondisi tertentu; sebagai pengubah yang menentukan perubahan morfo-anatomi dan fisiologis organisme.

Organisme tidak dipengaruhi oleh faktor-faktor yang statis dan tidak berubah, tetapi oleh faktor-faktor tersebut mode- urutan perubahan selama waktu tertentu.

Klasifikasi faktor lingkungan

Berdasarkan sifat dampaknya

• Akting langsung- Secara langsung mempengaruhi tubuh, terutama pada metabolisme
• Akting secara tidak langsung- mempengaruhi secara tidak langsung, melalui perubahan faktor yang bertindak langsung (relief, paparan, ketinggian, dll.)

Berdasarkan asal

• Abiotik- faktor alam mati :
  • iklim: jumlah suhu tahunan, suhu rata-rata tahunan, kelembaban, tekanan udara
  • edafik (edafogenik): komposisi mekanik tanah, kemampuan bernapas tanah, keasaman tanah, komposisi kimia tanah
  • orografis: relief, ketinggian, kecuraman dan aspek lereng
  • bahan kimia: komposisi gas udara, komposisi garam air, konsentrasi, keasaman
  • fisik: kebisingan, medan magnet, konduktivitas termal dan kapasitas panas, radioaktivitas, intensitas radiasi matahari
• Biotik- berkaitan dengan aktivitas makhluk hidup:
  • fitogenik- pengaruh tanaman
  • mikogenik- pengaruh jamur
  • zoogenik- pengaruh binatang
  • mikrobiogenik- pengaruh mikroorganisme
• :
  • fisik: penggunaan energi nuklir, perjalanan dengan kereta api dan pesawat, pengaruh kebisingan dan getaran
  • bahan kimia: penggunaan pupuk mineral dan bahan kimia beracun, pencemaran kulit bumi dengan limbah industri dan transportasi
  • biologis: Makanan; organisme dimana manusia dapat menjadi habitat atau sumber makanannya
  • sosial- berkaitan dengan hubungan antar manusia dan kehidupan dalam masyarakat

Dengan menghabiskan

• Sumber daya- unsur lingkungan yang dikonsumsi tubuh sehingga mengurangi pasokannya ke lingkungan (air, CO 2, O 2, cahaya)
• Kondisi- unsur lingkungan yang tidak dikonsumsi oleh tubuh (suhu, pergerakan udara, keasaman tanah)

Berdasarkan arah

• divektorkan- faktor yang berubah arah: genangan air, salinisasi tanah
• Siklus abadi- dengan periode penguatan dan pelemahan faktor multi-tahun yang bergantian, misalnya perubahan iklim sehubungan dengan siklus matahari 11 tahun
• Osilasi (impuls, fluktuasi)- fluktuasi dua arah dari nilai rata-rata tertentu (fluktuasi harian suhu udara, perubahan rata-rata curah hujan bulanan sepanjang tahun)

Pengaruh faktor lingkungan terhadap tubuh

Faktor lingkungan mempengaruhi tubuh tidak secara individual, tetapi secara kombinasi, setiap reaksi tubuh ditentukan secara multifaktorial. Pada saat yang sama, pengaruh integral dari faktor-faktor tidak sama dengan jumlah pengaruh faktor-faktor individu, karena di antara mereka ada berbagai jenis interaksi, yang dapat dibagi menjadi empat jenis utama:

• Monodominan- salah satu faktor menekan tindakan faktor lain dan besarnya faktor tersebut sangat penting bagi tubuh. Jadi, ketidakhadiran total, atau adanya unsur hara mineral dalam tanah dalam keadaan kekurangan atau kelebihan yang tajam menghalangi penyerapan normal unsur-unsur lain oleh tanaman.
• Sinergi- saling menguatkan beberapa faktor karena bersifat positif masukan. Misalnya, kelembaban tanah, kandungan nitrat, dan penerangan, sekaligus meningkatkan penyediaan salah satu dari kedua hal tersebut, akan meningkatkan pengaruh dua hal lainnya.
• Antagonisme- saling menekan beberapa faktor karena kebalikannya koneksi negatif: Peningkatan populasi belalang berkontribusi terhadap penurunan sumber makanan dan populasinya menurun.
• Provokatif- kombinasi pengaruh positif dan negatif bagi tubuh, dengan pengaruh pengaruh positif dan negatif yang diperkuat oleh pengaruh pengaruh sebelumnya. Jadi, semakin dini pencairan terjadi, semakin banyak tanaman yang menderita akibat embun beku berikutnya.

Pengaruh faktor-faktor juga bergantung pada sifat dan keadaan organisme saat ini, oleh karena itu faktor-faktor tersebut mempunyai pengaruh yang berbeda baik pada spesies yang berbeda maupun pada organisme yang sama pada berbagai tahap entogenesis: kelembaban rendah merugikan hidrofit, tetapi tidak berbahaya bagi xerofit; suhu rendah dapat ditoleransi tanpa membahayakan oleh tumbuhan runjung dewasa di zona beriklim sedang, tetapi berbahaya bagi tanaman muda.

Faktor-faktor tersebut sebagian dapat saling menggantikan: ketika penerangan berkurang, intensitas fotosintesis tidak akan berubah jika konsentrasi karbon dioksida di udara meningkat, yang biasanya terjadi di rumah kaca.

Hasil dari pengaruh faktor-faktor tergantung pada durasi dan pengulangan tindakan mereka nilai-nilai ekstrem sepanjang kehidupan organisme dan keturunannya: paparan jangka pendek mungkin tidak menimbulkan konsekuensi apa pun, sedangkan paparan jangka panjang melalui mekanisme seleksi alam menyebabkan perubahan kualitatif.

Respon tubuh terhadap perubahan faktor lingkungan

Kurva hidup tanaman tahunan. Tumbuhan tahunan tidak dapat memasuki keadaan dorman dan zona hidupnya bertepatan dengan zona aktivitas vital.
Catatan: 1 - poin optimal, 2 - poin minimum dan maksimum, 3 - poin mematikan

Organisme, terutama yang menjalani kehidupan yang melekat, seperti tumbuhan, atau gaya hidup yang tidak banyak bergerak, mempunyai ciri-ciri plastik- kemampuan untuk eksis dalam rentang faktor lingkungan yang kurang lebih luas. Namun, pada nilai faktor yang berbeda, tubuh berperilaku berbeda.

Oleh karena itu, nilainya diidentifikasi di mana tubuh akan berada dalam kondisi paling nyaman - dengan cepat tumbuh, berkembang biak, dan menunjukkan kemampuan kompetitif. Ketika nilai faktor meningkat atau menurun relatif terhadap nilai yang paling menguntungkan, tubuh mulai mengalami depresi, yang memanifestasikan dirinya dalam melemahnya fungsi vitalnya dan, pada nilai faktor yang ekstrim, dapat menyebabkan kematian.

Secara grafis, reaksi serupa tubuh terhadap perubahan nilai faktor digambarkan dalam bentuk kurva kehidupan(kurva ekologi), ketika menganalisis yang mana kita dapat menyoroti beberapa poin Dan zona:

• Poin utama:
  • poin minimum Dan maksimum - nilai ekstrim dari faktor yang memungkinkan aktivitas vital organisme
  • dot optimal - nilai faktor yang paling menguntungkan
• Zona:
  • daerah optimal - membatasi kisaran nilai faktor yang paling disukai
  • zona pesimis (atas dan bawah) - rentang nilai faktor di mana tubuh mengalami depresi berat
  • daerah aktivitas vital - kisaran nilai faktor di mana ia secara aktif menjalankan fungsi vitalnya
  • zona perdamaian (atas dan bawah) - nilai faktor yang sangat tidak menguntungkan, di mana organisme tetap hidup, tetapi memasuki keadaan istirahat
  • daerah kehidupan - kisaran nilai faktor di mana organisme tersebut tetap hidup

Di luar batas zona kehidupan terdapat nilai-nilai mematikan dari faktor yang membuat organisme tidak dapat hidup.

Perubahan yang terjadi pada suatu organisme dalam kisaran plastisitas selalu bersifat fenotipik, sedangkan genotipe hanya mengkodekan ukuran kemungkinan perubahan - norma reaksi, yang menentukan derajat plastisitas organisme.

Berdasarkan kurva kehidupan individu, kurva kehidupan spesies juga dapat diprediksi. Namun, karena suatu spesies merupakan sistem supraorganisme kompleks yang terdiri dari banyak populasi yang tersebar di habitat berbeda dengan kondisi lingkungan berbeda, maka ketika menilai ekologinya, data umum digunakan bukan untuk individu individu, tetapi untuk seluruh populasi. Pada gradien suatu faktor, kelas umum dari nilainya disimpan, mewakili jenis habitat tertentu, dan reaksi lingkungan paling sering dipertimbangkan. kelimpahan atau frekuensi kejadian baik. Dalam hal ini, kita tidak lagi berbicara tentang kurva aktivitas vital, tetapi tentang kurva distribusi kelimpahan atau frekuensi.

Bagian 1. Aspek teoritis ekologi

Topik 1.1. Autoekologi (ekologi faktorial)

Autoekologi adalah cabang ilmu ekologi yang mempelajari hubungan suatu organisme dengan lingkungannya. Bagian ini dikhususkan untuk mempelajari karakteristik spesifik spesies dari respon organisme hewan dan tumbuhan terhadap faktor lingkungan dan gaya hidup spesies.

Sebagai bagian dari topik ini, hari ini kita akan mempertimbangkan pertanyaan-pertanyaan berikut:

Lingkungan utama keberadaan organisme

Pola pengaruh faktor lingkungan terhadap organisme hidup

Faktor lingkungan dan klasifikasinya

Konsep “habitat” berbeda dengan konsep “kondisi kehidupan” - seperangkat faktor lingkungan penting yang tanpanya organisme hidup tidak dapat hidup (cahaya, panas, kelembaban, udara, tanah). Faktor lingkungan lainnya, meskipun memiliki dampak signifikan terhadap organisme, tidak penting bagi organisme (misalnya, angin, radiasi pengion alami dan buatan, listrik di atmosfer, dll.).

2 . Setiap organisme hanya bisa ada pada kisaran suhu tertentu. Ketika suhu lingkungan terlalu rendah atau terlalu tinggi, organisme tersebut akan mati. Di tempat yang suhunya mendekati ekstrem, perwakilan spesies ini jarang ditemukan, tetapi ketika suhu mendekati nilai rata-rata optimal bagi mereka, jumlah mereka meningkat. Pola ini berlaku untuk pola lainnya faktor a, mempengaruhi jalannya proses kehidupan tertentu (kelembaban, kekuatan angin, kecepatan arus, dll).

Jika Anda menggambar kurva pada grafik yang mencirikan kecepatan proses tertentu (pernapasan, pergerakan, nutrisi, dll.) bergantung pada salah satu faktor lingkungan luar(asalkan faktor ini mempengaruhi proses dasar kehidupan), maka kurva ini hampir selalu berbentuk lonceng (Gbr. 1). Kurva seperti itu disebut kurva toleransi (dari bahasa Latin tolerahtia - kesabaran). Posisi puncaknya menunjukkan kondisi optimal untuk proses tertentu. Beberapa spesies mempunyai ciri kurva dengan puncak yang sangat tajam; ini berarti kisaran kondisi optimal bagi mereka sangat sempit. Kurva halus berhubungan dengan rentang toleransi yang luas, yaitu resistensi terhadap faktor tertentu.

Organisme dengan batas resistensi yang luas terhadap banyak faktor tentu saja mempunyai peluang untuk menyebar lebih luas.

Pada spesies yang tersebar luas populasi, yang tinggal di zona yang berbeda iklimnya, seringkali paling baik beradaptasi secara spesifik dengan kondisi area tertentu. Hal ini disebabkan kemampuannya untuk membentuk bentuk lokal, atau ekotipe, yang dicirikan oleh batas ketahanan yang berbeda terhadap suhu, cahaya, atau faktor lainnya.

Sebagai contoh, perhatikan ekotipe salah satu spesies ubur-ubur. Seperti yang Anda ketahui, ubur-ubur bergerak di air seperti roket - menggunakan kontraksi ritmis otot, mendorong air keluar dari rongga tengah. Kecepatan denyut optimal adalah 15-20 kontraksi per menit. Individu dari satu spesies ubur-ubur yang hidup di garis lintang utara bergerak dengan kecepatan yang sama dengan ubur-ubur dari spesies yang sama di garis lintang selatan, meskipun suhu air di utara bisa lebih rendah 20 C. Artinya, kedua bentuk ubur-ubur tersebut mampu beradaptasi dengan baik terhadap kondisi lokal.

Hukum minimum.

Intensitas proses biologis tertentu seringkali sensitif terhadap dua atau lebih faktor lingkungan. Dalam hal ini, faktor penentunya adalah ketersediaannya dalam jumlah minimum dilihat dari kebutuhan tubuh. Aturan sederhana ini pertama kali dirumuskan oleh pendiri ilmu pupuk mineral, ahli kimia Jerman dan ahli kimia pertanian Justus Liebig (1803-1873) dan disebut hukum minimum . Yu.Liebig menemukan bahwa hasil tanaman dapat dibatasi oleh satu - salah satu - unsur nutrisi dasar, kecuali unsur ini kekurangan di dalam tanah.

Berbagai faktor lingkungan dapat berinteraksi, yaitu kekurangan suatu zat dapat menyebabkan kekurangan zat lain. Misalnya, kurangnya kelembaban di dalam tanah membatasi pasokan semua zat lain yang diperlukan untuk nutrisi tanaman. Oleh karena itu, secara umum hukum minimum dapat merumuskan sebagai berikut : keberhasilan kelangsungan hidup organisme hidup bergantung pada serangkaian kondisi; faktor pembatas, atau pembatas, adalah setiap keadaan lingkungan yang mendekati atau melampaui batas stabilitasnya. organisme dari spesies ini.

Faktor lingkungan. Unsur lingkungan yang menimbulkan reaksi adaptif (adaptasi) pada makhluk hidup dan komunitasnya disebut faktor lingkungan.

Berdasarkan asal dan sifat tindakan, faktor lingkungan diklasifikasikan: abiotik (elemen alam anorganik, atau tak hidup); biotik (bentuk pengaruh makhluk hidup satu sama lain); antropogenik ( segala bentuk kegiatan manusia yang mempengaruhi makhluk hidup keluarga).

Faktor abiotik dibagi menjadi fisik , atau iklim (cahaya, suhu udara dan air, kelembaban udara dan tanah, angin); mendidik, atau tanah-tanah (komposisi mekanik tanah, sifat kimia dan fisiknya); topografi, atau orografis (fitur medan); bahan kimia

Antropogenik (antropogenik) faktor adalah segala bentuk kegiatan masyarakat manusia yang mengubah alam sebagai habitat makhluk hidup atau secara langsung mempengaruhi kehidupannya. Pemisahan faktor antropogenik ke dalam kelompok tersendiri disebabkan karena saat ini nasib vegetasi bumi dan seluruh spesies organisme yang ada saat ini praktis berada di tangan masyarakat manusia.

Faktor lingkungan mempengaruhi organisme dengan cara yang berbeda. Mereka dapat bertindak sebagai iritasi, menyebabkan perubahan adaptif pada fungsi fisiologis; Bagaimana pembatas, menyebabkan ketidakmungkinan keberadaan organisme tertentu dalam kondisi tertentu; Bagaimana pengubah,

/ ekologi 1 kuliah

Kuliah 1

DASAR-DASAR EKOLOGI

Mata kuliah, tugas dan metode ekologi

Habitat dan kondisi kehidupan organisme

Faktor lingkungan

Pola kerja faktor lingkungan pada tubuh

Interaksi faktor lingkungan

Pengaruh faktor abiotik utama terhadap organisme hidup

Lingkungan biotik.

Rantai trofik (makanan).

Bentuk hubungan biotik.

Siklus energi dalam ekosistem

Mata kuliah, tugas dan metode ekologi .Ekologi(Yunani, oikos - tempat tinggal, tempat tinggal, logos - ilmu) - ilmu biologi tentang hubungan antara organisme hidup dan habitatnya. Istilah ini diusulkan pada tahun 1866. ahli zoologi Jerman Ernst Haeckel.

Daerah(Latin area - area, space) - bagian dari permukaan tanah atau wilayah perairan di mana individu-individu dari spesies tertentu (genus, famili, atau jenis komunitas tertentu) tersebar dan menjalani siklus penuh perkembangannya.

Objek ekologi sebagian besar adalah sistem di atas tingkat organisme, yaitu studi tentang organisasi dan fungsi sistem supraorganisme: populasi, biocenosis(komunitas), biogeocenosis(ekosistem) dan lingkungan umumnya. Dengan kata lain, objek utama kajian ekologi adalah ekosistem, yaitu, kesatuan kompleks alam yang dibentuk oleh organisme hidup dan habitatnya.

Populasi- (Latin populus - orang, populasi). kumpulan individu-individu sejenis, yang mendiami suatu bagian tertentu dalam suatu wilayah dalam jangka waktu yang lama, kawin silang secara bebas dan relatif terisolasi dari kelompok lain yang sejenis, disebut populasi

Melihat- sekelompok organisme yang mempunyai ciri-ciri yang sama dalam struktur tubuh, fisiologi dan cara berinteraksi dengan lingkungan, mampu kawin silang satu sama lain untuk membentuk keturunan yang subur, tetapi tidak mampu melakukannya dengan organisme spesies lain.

Biocenosis- sekumpulan organisme yang menghuni suatu ekosistem, saling berhubungan melalui metabolisme, energi, dan informasi.

Biogeocenosis - ekosistem

Lingkungan, menurut definisi V.I. Vernadsky, inilah lingkungan hidup kita, inilah “alam” yang mengelilingi kita.

Komponen biosfer kota mencakup, selain manusia, semua jenis ruang hijau dan populasi hewan perkotaan. (merpati, burung pipit, burung gagak, gagak, unggas air, musim dingin di daerah perairan yang mencair, tikus dan mencit, serangga yang “dijinakkan” seperti lalat, nyamuk, kutu dan kecoa, kutu busuk, dan terakhir, populasi mikroba dan virus di gedung bertingkat dan apartemen kota).

rumah tugas teoritis dan praktis ekologi- untuk mengungkap pola umum organisasi kehidupan dan atas dasar ini mengembangkan prinsip-prinsip penggunaan rasional sumber daya alam dalam kondisi meningkatnya pengaruh manusia terhadap biosfer.

Masalah paling penting di zaman kita interaksi antara masyarakat manusia dan alam, karena situasi yang berkembang dalam hubungan antara manusia dan alam seringkali menjadi kritis. Cadangan air tawar dan mineral (minyak, gas, logam non-besi, dll.) semakin menipis, kondisi tanah, cekungan air dan udara semakin memburuk, terjadi penggurunan di wilayah yang luas, dan pemberantasan penyakit dan hama di wilayah tersebut. tanaman pertanian menjadi semakin sulit.

Perubahan antropogenik mempengaruhi hampir seluruh ekosistem di planet ini, komposisi gas di atmosfer, dan keseimbangan energi bumi. Artinya aktivitas manusia telah bertentangan dengan alam, mengakibatkan banyak wilayah di dunia dilanggar dia keseimbangan dinamis.

Untuk solusi ini permasalahan global dan yang terpenting, masalah intensifikasi dan pemanfaatan rasional, konservasi dan reproduksi sumber daya biosfer, dan ekologi bersatu dalam penelitian ilmiah upaya semua spesialis di bidang biologi. Kisaran masalah lingkungan juga mencakup isu-isu Pendidikan Lingkungan hidup dan pendidikan, masalah moral, etika, filosofis dan bahkan hukum. Akibatnya, ekologi menjadi sains tidak hanya biologi, tetapi juga sosial.

Metode ekologi dibagi menjadi:

bidang(studi tentang kehidupan organisme dan komunitasnya dalam kondisi alam, yaitu pengamatan jangka panjang di alam dengan menggunakan berbagai peralatan) dan

eksperimental(percobaan di laboratorium stasioner, di mana dimungkinkan tidak hanya untuk memvariasikan, tetapi juga untuk secara ketat mengontrol pengaruh faktor apa pun pada organisme hidup sesuai dengan program yang diberikan).

Pada saat yang sama, ahli ekologi tidak hanya mengoperasikan biologi, tetapi juga metode fisika dan kimia modern, menggunakan pemodelan fenomena biologis, yaitu reproduksi dalam ekosistem buatan dari berbagai proses yang terjadi di alam yang hidup. Melalui simulasi, Anda dapat mempelajari perilaku sistem apa pun untuk dievaluasi konsekuensi yang mungkin terjadi penerapan berbagai strategi dan metode pengelolaan sumber daya, yaitu untuk peramalan lingkungan.

Ini juga banyak digunakan untuk mempelajari dan memprediksi proses alam. metode pemodelan matematika . Model ekosistem tersebut dibangun berdasarkan berbagai informasi yang dikumpulkan di kondisi lapangan dan laboratorium.

Pada saat yang sama, dibangun dengan benar model matematika membantu melihat apa yang sulit atau tidak mungkin untuk diuji secara eksperimental. Kombinasi metode penelitian lapangan dan eksperimental memungkinkan ahli ekologi untuk memperjelas semua aspek hubungan antara organisme hidup dan berbagai faktor lingkungan, yang tidak hanya akan memulihkan keseimbangan dinamis alam, tetapi juga mengelola ekosistem.

Habitat dan kondisi kehidupan organisme . Bagian dari alam (seperangkat kondisi abiotik dan biotik tertentu) yang secara langsung mengelilingi organisme hidup dan mempunyai pengaruh langsung atau tidak langsung terhadap kondisi, pertumbuhan, perkembangan, reproduksi, kelangsungan hidup disebut habitat.

Dari konsep " habitat"Konsepnya perlu dibedakan" kondisi keberadaan" - Ini seperangkat faktor lingkungan penting yang tanpanya organisme hidup tidak dapat hidup(cahaya, panas, kelembaban, udara, tanah). Sebaliknya, faktor lingkungan lainnya, meskipun mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap organisme, namun tidak penting bagi organisme tersebut (misalnya, angin, radiasi pengion alami dan buatan, listrik di atmosfer, dll.).

Faktor lingkungan - Ini unsur lingkungan yang menimbulkan reaksi adaptif (adaptasi) pada makhluk hidup dan komunitasnya.

Berdasarkan asal usul dan sifat kerjanya, faktor lingkungan dibedakan menjadi abiotik(elemen alam anorganik atau tak hidup), biotik(bentuk pengaruh makhluk hidup satu sama lain) dan antropogenik(segala bentuk aktivitas manusia yang mempengaruhi satwa liar).

Faktor abiotik dibagi dengan fisik, atau iklim(cahaya, suhu udara dan air, kelembaban udara dan tanah, angin), mendidik, atau tanah-tanah(komposisi mekanik tanah, sifat kimia dan fisiknya), topografi, atau orografis(fitur medan), bahan kimia(salinitas air, komposisi gas air dan udara, pH tanah dan air, dll).

Faktor antropogenik (antropik).- Ini segala bentuk kegiatan masyarakat manusia yang mengubah alam sebagai habitat makhluk hidup atau berdampak langsung terhadap kehidupannya. Pemisahan faktor antropogenik ke dalam kelompok tersendiri disebabkan karena saat ini nasib vegetasi bumi dan seluruh spesies organisme yang ada saat ini praktis berada di tangan masyarakat manusia.

Satu dan hal yang sama faktor lingkungan memiliki arti yang berbeda dalam kehidupan organisme yang hidup bersama. Misalnya, rezim garam dalam tanah memainkan peran utama dalam nutrisi mineral tanaman, tetapi tidak mempengaruhi sebagian besar hewan darat. Intensitas cahaya dan komposisi spektral cahaya bersifat eksklusif penting dalam kehidupan tanaman fototrofik, dan dalam kehidupan organisme heterotrofik (jamur dan hewan air), cahaya tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap aktivitas hidupnya.

Faktor lingkungan sedang bekerja pada organisme berbeda. Mereka dapat bertindak sebagai penyebab iritasi perubahan adaptif fungsi fisiologis; Bagaimana pembatas, menyebabkan ketidakmungkinan keberadaan organisme tertentu dalam kondisi tertentu; Bagaimana pengubah, menentukan perubahan morfologi dan anatomi organisme.

Pola kerja faktor lingkungan pada tubuh . Respon organisme terhadap pengaruh faktor abiotik. Pengaruh faktor lingkungan terhadap suatu organisme hidup sangat beragam. Beberapa faktor memiliki pengaruh yang lebih kuat, faktor lainnya memiliki pengaruh yang lebih lemah; beberapa mempengaruhi semua aspek kehidupan, yang lain mempengaruhi proses kehidupan tertentu. Namun demikian, berdasarkan sifat dampaknya terhadap tubuh dan respons makhluk hidup, sejumlah pola umum dapat diidentifikasi yang sesuai dengan skema umum tertentu dari tindakan faktor lingkungan terhadap aktivitas vital organisme. Rentang aksi faktor lingkungan dibatasi oleh nilai ambang batas ekstrim yang sesuai(titik minimum dan maksimum) dimana keberadaan suatu organisme masih memungkinkan. Poin-poin ini disebut batas bawah dan atas daya tahan (toleransi) makhluk hidup dalam kaitannya dengan faktor lingkungan tertentu.

Indikator terbaik fungsi vital tubuh- Ini dot optimal . Bagi sebagian besar organisme, seringkali sulit untuk menentukan nilai optimal suatu faktor dengan akurasi yang memadai, sehingga hal ini biasa dibicarakan zona optimal.

Keadaan penindasan yang ekstrim terhadap organisme dengan kekurangan yang tajam atau faktor kelebihan, ditelepon wilayah pesimis atau menekankan . Dekat titik kritis berbohong tidak mematikan besarnya faktor, A berada di luar zona kelangsungan hidup - letal.

Pola reaksi organisme terhadap pengaruh faktor lingkungan memungkinkan kita untuk menganggapnya sebagai prinsip biologis mendasar: untuk setiap jenis tumbuhan dan satwa terdapat zona optimum, zona aktivitas hidup normal, zona pesimis, dan batas daya tahan terhadap masing-masing faktor lingkungan.(Gbr. 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- titik optimal; 2-3 - zona optimal ; 3-5 - 2-6 - batas daya tahan (toleransi); 5.8 - 6,7 - keadaan ekstrim penindasan organisme - area pesimisme atau stres.

Jenis yang berbeda organisme hidup sangat berbeda satu sama lain baik dalam posisi optimal maupun dalam batas daya tahannya. Misalnya, rubah kutub di tundra dapat mentolerir fluktuasi suhu udara dalam kisaran sekitar 80°C (dari +30 hingga -55°C), beberapa krustasea air hangat dapat menahan perubahan suhu air dalam kisaran tidak lebih dari itu. dari 6°C (dari 23 hingga 29°C) Osilatorium cyanobacterium, yang hidup di pulau Jawa dalam air dengan suhu 64°C, mati pada 68°C dalam waktu 5-10 menit.

Organisme, yang keberadaannya diperlukan kondisi lingkungan yang ditentukan secara ketat dan relatif konstan, ditelepon stenobiont(Yunani Stenos - sempit, bion - hidup), dan mereka yang tinggal di dalamnya variabilitas lingkungan yang luas, - eurybiont (Yunani eurys - lebar). Dalam hal ini, organisme dari spesies yang sama dapat memiliki amplitudo yang sempit terhadap satu faktor dan amplitudo yang lebar terhadap faktor lain (misalnya, kemampuan beradaptasi terhadap kisaran suhu yang sempit dan kisaran salinitas air yang luas). Selain itu, dosis faktor yang sama dapat menjadi optimal untuk satu spesies, pesimis bagi spesies lain, dan melampaui batas daya tahan bagi spesies ketiga.

Kemampuan organisme untuk beradaptasi terhadap kisaran variabilitas faktor tertentu lingkungan ditelepon plastisitas ekologi. Ciri ini merupakan salah satu sifat terpenting semua makhluk hidup: dengan mengatur aktivitas hidupnya sesuai dengan perubahan kondisi lingkungan, organisme memperoleh kemampuan untuk bertahan hidup dan meninggalkan keturunan. Organisme Eurybiont ramah lingkungan yang paling fleksibel, yang menyediakannya penggunaan luas, A stenobiont, sebaliknya, mereka berbeda plastisitas ekologi yang lemah dan, sebagai hasilnya, biasanya terjadi wilayah distribusi yang terbatas.

Interaksi faktor lingkungan . Faktor lingkungan mempengaruhi suatu organisme hidup secara bersama-sama dan bersamaan. Di mana tindakan satu faktor tergantung Karena dengan kekuatan apa dan dalam kombinasi apa faktor-faktor lain bertindak secara bersamaan. Pola ini telah diterima sebutkan interaksi faktor. Misalnya, panas atau embun beku lebih mudah ditanggung di udara kering dibandingkan udara lembab. Laju penguapan air dari daun tanaman (transpirasi) jauh lebih tinggi jika suhu udara tinggi dan cuaca berangin.

Namun, jika nilainya minimal salah satu yang vital faktor lingkungan mendekat ke nilai kritis atau melampaui itu(di bawah minimum atau di atas maksimum), lalu meskipun kombinasi optimal dari kondisi lain, individu berada dalam bahaya kematian. Faktor-faktor seperti ini disebut membatasi(membatasi).

Faktor Pembatas lingkungan menentukan kisaran geografis spesies tersebut. Dengan demikian, pergerakan spesies ke utara mungkin dibatasi oleh kurangnya panas, dan ke daerah gurun dan stepa kering - oleh kurangnya kelembapan atau suhu yang terlalu tinggi. Hubungan biotik juga dapat menjadi faktor pembatas persebaran organisme, misalnya pendudukan suatu wilayah oleh pesaing yang lebih kuat atau kurangnya penyerbuk untuk tanaman berbunga. Mengidentifikasi faktor-faktor pembatas dan menghilangkan dampaknya, yaitu mengoptimalkan habitat organisme hidup, merupakan tujuan praktis yang penting dalam meningkatkan produktivitas tanaman pertanian dan produktivitas hewan peliharaan.

Pengaruh faktor abiotik utama terhadap organisme hidup . Karakteristik cahaya sebagai faktor lingkungan. Alam yang hidup tidak dapat hidup tanpa cahaya, karena radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi praktis merupakan satu-satunya sumber energi untuk menjaga keseimbangan termal planet, penciptaan zat organik oleh organisme fototrofik di biosfer, yang pada akhirnya menjamin pembentukan zat organik. lingkungan yang mampu memenuhi kebutuhan vital semua makhluk hidup.

Tindakan biologis sinar matahari tergantung pada komposisi spektral, durasi, intensitas, frekuensi harian dan musiman.

Radiasi sinar matahari adalah radiasi elektromagnetik dalam rentang gelombang luas yang membentuk spektrum kontinu dari 290 menjadi 3.000 nm.

Sinar ultraviolet(UVL) yang lebih pendek dari 290 nm, berbahaya bagi organisme hidup, diserap oleh lapisan ozon dan tidak mencapai bumi.

Sebagian besar lahan telah dijangkau inframerah(sekitar 50% dari total radiasi) dan terlihat (45%) sinar spektrum. Sinar UV yang memiliki panjang gelombang 290-380 nm menyumbang 5% energi radiasi. Sinar UV gelombang panjang, yang memiliki energi foton tinggi, ditandai dengan aktivitas kimia yang tinggi. Dalam dosis kecil, mereka memiliki efek bakterisida yang kuat, mendorong sintesis vitamin dan pigmen tertentu pada tumbuhan, dan vitamin D pada hewan dan manusia; Selain itu, menyebabkan penyamakan pada manusia, yang merupakan reaksi perlindungan kulit. Sinar inframerah dengan panjang gelombang lebih besar dari 710 nm mempunyai efek termal.

Dari sudut pandang lingkungan, wilayah spektrum yang terlihat merupakan hal yang paling penting.(390-710 nm), atau radiasi aktif fotosintesis (PAR), yang diserap oleh pigmen kloroplas dan karenanya sangat penting dalam kehidupan tanaman. Tumbuhan hijau membutuhkan cahaya tampak untuk pembentukan klorofil, pembentukan struktur kloroplas; ia mengatur fungsi alat stomata, mempengaruhi pertukaran gas dan transpirasi, merangsang biosintesis protein dan asam nukleat, dan meningkatkan aktivitas sejumlah enzim peka cahaya. Cahaya juga mempengaruhi pembelahan dan pemanjangan sel, proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman, menentukan waktu berbunga dan berbuah, serta memiliki efek formatif.

Kondisi cahaya di planet kita sangatlah luas: mulai dari daerah yang sangat terang seperti dataran tinggi, gurun, stepa, hingga pencahayaan senja di kedalaman air dan gua.

Reaksi organisme terhadap ritme pencahayaan harian, yang dinyatakan dalam perubahan proses kepercayaan dan perkembangan, disebut fotoperiodisme. Keteraturan dan pengulangan yang konstan dari fenomena ini dari tahun ke tahun memungkinkan organisme dalam perjalanan evolusi untuk mengoordinasikan proses kehidupan terpenting mereka dengan ritme interval waktu tersebut. Di bawah kontrol fotoperiodik Hampir semua proses metabolisme yang berhubungan dengan pertumbuhan, perkembangan, aktivitas vital dan reproduksi tumbuhan dan hewan berada.

Reaksi fotoperiodik merupakan karakteristik tumbuhan dan dan binatang.

Ritme musiman pada hewan paling jelas terlihat dalam perubahan bulu pada burung dan bulu mamalia, frekuensi reproduksi dan migrasi, hibernasi beberapa hewan, dll.

Ritme biologis juga merupakan ciri khas manusia. Irama sirkadian diekspresikan dalam pergantian tidur dan terjaga, fluktuasi suhu tubuh dalam kisaran 0,7-0,8 ° C (saat fajar menurun, pada siang hari naik, pada malam hari mencapai maksimum, dan kemudian menurun lagi, terutama dengan cepat setelah a seseorang tertidur ), siklus aktivitas jantung dan ginjal, dll.

Organisme hidup mampu bernavigasi dalam waktu, yaitu mereka punya jam biologis. Dengan kata lain, banyak organisme dicirikan oleh kemampuan untuk merasakan siklus harian, pasang surut, bulan, dan tahunan, yang memungkinkan mereka bersiap terlebih dahulu untuk perubahan lingkungan yang akan datang.

Batas suhu kehidupan. Kebutuhan panas untuk keberadaan organisme terutama disebabkan oleh kenyataan bahwa semua proses kehidupan hanya mungkin terjadi pada latar belakang termal tertentu, ditentukan oleh jumlah panas dan durasi kerjanya. Suhu organisme dan, sebagai konsekuensinya, kecepatan dan sifat semua proses bergantung pada suhu lingkungan. reaksi kimia komponen metabolisme.

Batas-batas keberadaan kehidupan adalah kondisi suhu di mana tidak terjadi denaturasi protein, perubahan ireversibel pada sifat koloid sitoplasma, gangguan aktivitas enzim, dan respirasi. Bagi sebagian besar organisme, kisaran suhu ini adalah dari 0 hingga +500. Namun, sejumlah organisme memiliki sistem enzim khusus dan beradaptasi untuk hidup aktif pada suhu di luar batas ini.

Spesies yang kondisi kehidupan optimalnya terbatas pada wilayah bersuhu tinggi diklasifikasikan sebagai kelompok ekologi termofil(bakteri yang menghuni mata air panas Kamchatka dengan suhu air 85-93 ° C, beberapa jenis ganggang hijau, lumut kerak, benih tanaman gurun yang terletak di lapisan atas tanah yang panas. Batas suhu perwakilan dunia hewan biasanya tidak melebihi +55-58 °C ( amuba testis, nematoda, tungau, beberapa krustasea, larva banyak dipteran).

Tumbuhan dan hewan yang tetap aktif pada suhu 0 hingga -8°C. mengacu pada kelompok ekologi cryophiles(Yunani Kryos - dingin, es). Cryophilia adalah ciri khas banyak bakteri, jamur, lumut kerak, artropoda, dan makhluk lain yang hidup di tundra, gurun Arktik dan Antartika, pegunungan tinggi, perairan kutub dingin, dll.

Perwakilan dari sebagian besar spesies organisme hidup tidak memiliki kemampuan untuk secara aktif mengatur suhu tubuh mereka. Aktivitas mereka terutama bergantung pada panas yang datang dari luar, dan suhu tubuh mereka bergantung pada suhu lingkungan. Organisme yang demikian disebut poikilotermik (ektotermik). Poikilotermi merupakan karakteristik semua mikroorganisme, tumbuhan, invertebrata, dan sebagian besar chordata.

Hanya di burung dan mamalia panas yang dihasilkan selama metabolisme intensif berfungsi sebagai sumber yang cukup andal untuk meningkatkan suhu tubuh dan mempertahankannya pada tingkat yang konstan terlepas dari suhu lingkungan. Hal ini difasilitasi oleh insulasi termal yang baik yang diciptakan oleh bulu, bulu lebat, dan lapisan jaringan lemak subkutan yang tebal. Organisme yang demikian disebut homoiothermic (endotermik, atau berdarah panas). Properti endotermik memungkinkan banyak spesies hewan (beruang kutub, pinniped, penguin, dll.) untuk berperilaku gaya hidup aktif pada suhu rendah.

Kasus spesial homeotermi - heterotermi- karakteristik hewan yang berhibernasi atau menjadi lesu untuk sementara waktu selama periode yang tidak menguntungkan dalam setahun (akan menghubungkan, landak, kelelawar, Sony, dll.). Aktif mereka mendukung suhu tinggi tubuh, dan dalam kasus ini aktivitas tubuh rendah - berkurang, yang disertai dengan perlambatan proses metabolisme dan, sebagai akibatnya, perpindahan panas yang rendah.

Peran ekologis lembu. Air adalah suatu kondisi yang diperlukan keberadaan semua organisme hidup di Bumi. Pentingnya air dalam proses kehidupan ditentukan oleh fakta bahwa air merupakan lingkungan utama di dalam sel tempat berlangsungnya proses metabolisme dan berfungsi sebagai produk awal, antara, atau akhir yang paling penting dari reaksi biokimia.

Saat mempelajari peran ekologis air diperhitungkan Tidak hanya kuantitas pengendapan, Tetapi Dan rasio ukuran dan penguapannya. Daerah yang penguapannya melebihi curah hujan tahunan disebut kering(kering, gersang). DI DALAM daerah lembab (basah). tanaman diberi air yang cukup.

Tumbuhan terestrial tingkat tinggi yang menjalani gaya hidup terikat, lebih bergantung pada pasokan substrat dan udara dengan kelembapan dibandingkan hewan. Ada tiga kelompok utama tumbuhan:

Higrofit- tanaman di habitat yang terlalu lembab dengan kelembapan udara dan tanah yang tinggi. Higrofit yang paling khas adalah tumbuhan herba dan epifit di hutan hujan tropis dan lapisan bawah hutan lembab di zona iklim berbeda. yang merupakan tanaman budidaya.

Xerofit- tanaman di habitat kering yang tahan terhadap kekeringan berkepanjangan namun tetap aktif secara fisiologis. Ini adalah tumbuhan gurun, stepa kering, sabana, subtropis kering, bukit pasir, dan lereng kering yang sangat panas.

Kelompok xerofit meliputi sukulen- tanaman dengan daun atau batang yang segar dan berdaging yang mengandung jaringan akuifer yang sangat berkembang. Ada sukulen daun (agaves, aloe, young, sedum) dan sukulen batang, yang daunnya mengecil, dan bagian atas tanah diwakili oleh batang berdaging (kaktus, beberapa milkweed, slipways, dll.).

Tanaman sukulen terbatas terutama di zona kering Amerika Tengah, Afrika Selatan, dan Mediterania.

Mesofit menempati posisi perantara antara higrofit dan xerofit. Mereka umum ditemukan di daerah yang cukup lembab dengan kondisi cukup hangat dan pasokan nutrisi mineral yang cukup baik. Mesofit mencakup tanaman padang rumput, hutan herba, pohon gugur dan semak belukar dari daerah beriklim sedang, serta sebagian besar tanaman budidaya dan gulma. Mesofit dicirikan oleh plastisitas ekologis yang tinggi, memungkinkan mereka beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan.

Adaptasi hewan terhadap rezim air. Cara pengaturan keseimbangan air pada hewan lebih beragam dibandingkan pada tumbuhan. Mereka dapat dibagi menjadi perilaku, morfologi dan fisiologis.

Diantaranya adaptasi perilaku termasuk mencari perairan, memilih habitat, menggali lubang, dll. Di dalam lubang, kelembapan udara mendekati 100%, yang mengurangi penguapan melalui integumen dan menghemat kelembapan dalam tubuh.

Terhadap metode pemeliharaan morfologi keseimbangan air normal termasuk formasi yang mendorong retensi air dalam tubuh; ini adalah cangkang moluska darat, tidak adanya kelenjar kulit dan keratinisasi pada integumen reptil, kutikula serangga yang mengandung kitin, dll.

Adaptasi fisiologis untuk pengaturan metabolisme air dapat dibagi menjadi tiga kelompok:

1) kemampuan sejumlah spesies untuk membentuk air metabolisme dan merasa puas dengan kelembaban yang didapat dari makanan (banyak serangga, hewan pengerat gurun kecil);

Ekologi dan biosfer

tes

1. Sebutkan kelompok faktor lingkungan dan berikan contohnya. Apa kekhasan aktivitas manusia sebagai faktor lingkungan?

Unsur lingkungan yang mempengaruhi makhluk hidup disebut faktor lingkungan. Mereka terbagi:

1. Abiotik;

2. Biotik;

3. Antropogenik.

Faktor abiotik meliputi unsur-unsur alam mati: cahaya, suhu, kelembaban, curah hujan, angin, Tekanan atmosfer, radiasi latar belakang, komposisi kimia atmosfer, air, tanah dan sejenisnya.

Faktor biotik adalah organisme hidup (bakteri, jamur, tumbuhan, hewan) yang berinteraksi dengan organisme tertentu.

Faktor antropogenik meliputi ciri-ciri lingkungan yang disebabkan oleh aktivitas tenaga kerja orang. Dengan pertumbuhan populasi dan peralatan teknologi umat manusia, proporsi faktor antropogenik terus meningkat.

Dalam proses pengelolaan lingkungan, umat manusia setiap tahunnya memindahkan lebih dari 4 triliun makhluk hidup di planet kita. berton-ton materi, menciptakan ribuan senyawa kimia baru, yang sebagian besar tidak termasuk dalam siklus zat dan, pada akhirnya, terakumulasi di biosfer, menyebabkan pencemaran. Akibat kegiatan industri, lingkungan alam tercemar dan tingkat radiasi matahari di wilayah geografis yang luas menurun.

Hubungan antara golongan darah dan karakter manusia

Lebih tinggi aktivitas saraf

Selama berabad-abad, orang bertanya-tanya tentang kemampuan beradaptasi yang luar biasa dari perilaku hewan dan kondisi kehidupan. Pada tahun 1863, sebuah buku karya I.M. Sechenov “Refleks Otak”, yang menjelaskan fenomena ini...

Aktivitas saraf yang lebih tinggi

AKU P. Pavlov dan V.M. Bekhterev menetapkan bahwa pola pendidikan refleks terkondisi dan penghambatan pada dasarnya sama pada hewan dan manusia. Pada saat yang sama, I.P. Pavlov menunjukkan lebih dari sekali...

Organisme hidup dan lingkungan

Aktivitas manusia dapat berdampak buruk pada organisme hidup dan menyebabkan kepunahan spesies tertentu (contohnya penyu). Pada bagian ini kita akan melihat bagaimana beberapa aktivitas manusia...

Konstitusi morfologis seseorang. Masalah komunikasi dengan karakteristik psikologis kepribadian

“Setiap orang unik secara morfologis, karena program keturunan yang diterapkan dalam entogenesisnya adalah unik, dan kondisi lingkungan yang mengontrol implementasi genotipe menjadi fenotipe juga spesifik...

Keturunan, gen, kesehatan

Penyakit keturunan disajikan di hampir semua spesialisasi medis. Ini adalah banyak penyakit organ dalam, metabolisme, darah, sistem endokrin, hati, mata, sistem genitourinari...

KO gen

Ada banyak contoh penggunaan knockout gen klasik untuk mempelajari fungsi biologis gen individu atau keluarga gen. Mari kita lihat beberapa di antaranya. Studi tentang fungsi gen. 1) Gen Nuk...

BAB 1. KARAKTERISTIK UMUM KELUARGA Rosaceae Tumbuhan dari famili Rosaceae tersebar di seluruh bumi, namun paling beragam di daerah tropis belahan bumi utara...

Subfamili Rosaceae. Ciri-ciri dan signifikansi biologis

Subfamili mawar telah memberi umat manusia sejumlah besar tanaman bermanfaat. Sejak zaman kuno, penduduk dunia telah memakan buah dari banyak rubus: raspberry (spesies dari subgenus Idaeobatus), blackberry (spesies berbuah gelap...

Pertumbuhan dan perkembangan tanaman

Pertumbuhan dan perkembangan tanaman

Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh banyak faktor lingkungan. Pertama-tama ini faktor fisik: cahaya (intensitas, kualitas, durasi dan frekuensi), suhu (besar dan frekuensi), gravitasi, komposisi gas...

Simpanse dan manusia

Permainan hewan telah lama menjadi objek penelitian zoopsikologis dan etologi yang intensif...

Ekologi dan biosfer

Semua jenis hubungan antar organisme dapat dibagi menjadi persaingan, predasi, antibiosis dan simbiosis. Hubungan kompetitif muncul antar organisme ketika...

Ekologi dan biosfer

Perubahan biogeocenosis (suksesi) adalah rangkaian kemunculan dan hilangnya populasi berbagai spesies yang terarah dan berkesinambungan dalam suatu biotipe tertentu. Semakin lengkap siklus suatu biogeocenosis, semakin stabil dan tahan lama...

Ekologi dan biosfer

Materi hidup memainkan peran utama dalam siklus zat di alam dan melakukan fungsi biokimia yang paling penting: · Fungsi gas terdiri dari penyerapan karbon dioksida oleh tanaman dan pelepasan oksigen selama fotosintesis (dengan...

Faktor lingkungan adalah sekumpulan kondisi lingkungan tertentu beserta unsur-unsurnya yang dapat mempengaruhi organisme yang berinteraksi dengan lingkungan tersebut. Setiap organisme, pada gilirannya, bereaksi secara tepat terhadap pengaruh-pengaruh ini dan mengembangkan langkah-langkah adaptif. Faktor lingkunganlah yang menentukan kemungkinan keberadaan dan fungsi normal organisme. Namun, paling sering makhluk hidup terkena bukan hanya satu, tapi beberapa faktor secara bersamaan. Hal ini tentunya berdampak khusus pada kemampuan beradaptasi.

Klasifikasi

Berdasarkan asal usulnya, faktor lingkungan berikut dibedakan:

1. Biotik.

2. Abiotik.

3. Antropogenik.

Kelompok pertama terdiri dari hubungan berbagai organisme hidup satu sama lain, dan juga mencakup dampak keseluruhannya terhadap lingkungan. Selain itu, interaksi makhluk hidup dapat menyebabkan perubahan faktor abiotik, misalnya perubahan komposisi penutup tanah, serta kondisi iklim mikro lingkungan. Di antara faktor biotik, ada dua kelompok yang dibedakan: zoo- dan fitogenik. Yang pertama bertanggung jawab atas dampaknya berbagai jenis hewan satu sama lain dan di Dunia, yang kedua, pada gilirannya, untuk pengaruh organisme tumbuhan terhadap lingkungan dan interaksinya satu sama lain. Perlu dicatat bahwa dampak hewan atau tumbuhan dalam spesies tertentu juga signifikan dan dipelajari bersama dengan hubungan antarspesies.

Kelompok kedua meliputi faktor lingkungan yang menggambarkan interaksi alam mati dan makhluk hidup, yang dilakukan melalui pengaruh langsung atau tidak langsung. Ada faktor kimia, iklim, hidrografi, pirogenik, orografik, dan edafik. Mereka mencerminkan pengaruh keempat elemen: air, tanah, api dan udara. Kelompok faktor ketiga menunjukkan tingkat dampak proses kehidupan manusia terhadap lingkungan, serta hewan dan dunia sayur-sayuran. Kategori ini mencakup langsung dan dampak tidak langsung, yang terdiri dari segala bentuk aktivitas kehidupan masyarakat manusia. Misalnya saja pengembangan tutupan tanah, penciptaan spesies baru dan pemusnahan spesies yang sudah ada, penyesuaian jumlah individu, pencemaran lingkungan dan masih banyak lagi.

Biosistem

Suatu biosistem terbentuk dari sekumpulan kondisi dan faktor, serta spesies yang ada pada suatu wilayah tertentu. Ini menggambarkan dengan jelas semua hubungan antara organisme dan unsur-unsur alam mati. Struktur suatu biosistem dapat memiliki tampilan yang kompleks dan membingungkan, sehingga dalam beberapa kasus lebih mudah menggunakan bentuk khusus, yang disebut “Piramida Ekologis”. Serupa model grafis dikembangkan oleh orang Inggris C. Elton pada tahun 1927. Ada tiga jenis piramida, yang masing-masing mencerminkan ukuran populasi (piramida jumlah), atau jumlah total biomassa yang dikeluarkan (piramida biomassa), atau cadangan energi yang terkandung dalam organisme (piramida energi).

Paling sering, konstruksi struktur seperti itu memiliki bentuk piramidal, dari situlah namanya berasal. Namun, dalam beberapa kasus, Anda mungkin menemukan apa yang disebut piramida terbalik. Artinya jumlah konsumen melebihi jumlah produsen.

Setiap sifat atau komponen lingkungan luar yang mempengaruhi organisme disebut faktor lingkungan. Cahaya, panas, konsentrasi garam dalam air atau tanah, angin, hujan es, musuh dan patogen - semua ini adalah faktor lingkungan, yang daftarnya bisa sangat panjang.

Diantaranya ada abiotik berhubungan dengan alam mati, dan biotik berkaitan dengan pengaruh organisme satu sama lain.

Faktor lingkungan sangat beragam, dan setiap spesies, yang mengalami pengaruhnya sendiri, meresponsnya secara berbeda. Namun, ada beberapa hukum umum yang mengatur respons organisme terhadap faktor lingkungan apa pun.

Yang utama adalah hukum optimal. Ini mencerminkan bagaimana organisme hidup mentolerir berbagai kekuatan faktor lingkungan. Kekuatan masing-masing terus berubah. Kita hidup di dunia dengan kondisi variabel, dan hanya di tempat-tempat tertentu di planet ini nilai beberapa faktor kurang lebih konstan (di kedalaman gua, di dasar lautan).

Hukum optimal dinyatakan dalam kenyataan bahwa setiap faktor lingkungan mempunyai batas-batas pengaruh positif tertentu terhadap organisme hidup.

Jika menyimpang dari batas tersebut, tanda akibat berubah menjadi sebaliknya. Misalnya, hewan dan tumbuhan tidak tahan terhadap panas ekstrem dan embun beku parah; Suhu sedang optimal. Demikian pula, kekeringan dan hujan lebat yang terus-menerus juga tidak menguntungkan tanaman. Hukum optimum menunjukkan sejauh mana setiap faktor bagi kelangsungan hidup organisme. Pada grafik, hal ini dinyatakan dengan kurva simetris yang menunjukkan bagaimana aktivitas vital suatu spesies berubah dengan meningkatnya pengaruh faktor secara bertahap (Gbr. 13).

Gambar 13. Skema pengaruh faktor lingkungan terhadap organisme hidup. 1,2 - titik kritis
(untuk memperbesar gambar, klik pada gambar)

Di tengah di bawah kurva - zona optimal. Pada nilai faktor yang optimal, organisme secara aktif tumbuh, memberi makan, dan bereproduksi. Semakin besar nilai faktor menyimpang ke kanan atau ke kiri, yaitu ke arah penurunan atau peningkatan gaya aksi, semakin kurang menguntungkan bagi organisme. Kurva yang mencerminkan aktivitas vital menurun tajam di kedua sisi titik optimal. Ada dua zona pesimum. Ketika kurva tersebut berpotongan dengan sumbu horisontal ada dua poin kritis. Ini adalah nilai-nilai dari faktor yang tidak dapat lagi ditanggung oleh organisme, di luar itu kematian akan terjadi. Jarak antar titik kritis menunjukkan derajat toleransi organisme terhadap perubahan faktor. Kondisi yang mendekati titik kritis sangat sulit untuk bertahan hidup. Kondisi seperti ini disebut ekstrim.

Jika Anda menggambar kurva optimal untuk suatu faktor, seperti suhu, untuk spesies yang berbeda, kurva tersebut tidak akan bertepatan. Seringkali apa yang optimal bagi suatu spesies bersifat pesimis bagi spesies lain atau bahkan berada di luar titik kritis. Unta dan jerboa tidak dapat hidup di tundra, dan rusa kutub serta lemming tidak dapat hidup di gurun selatan yang panas.

Keanekaragaman ekologi spesies juga diwujudkan dalam posisi titik-titik kritis: ada yang berdekatan, ada pula yang jaraknya jauh. Artinya, sejumlah spesies hanya dapat hidup dalam kondisi yang sangat stabil, dengan sedikit perubahan pada faktor lingkungan, sementara spesies lain dapat bertahan terhadap fluktuasi yang besar. Misalnya, tanaman yang tidak sabar akan layu jika udaranya tidak jenuh dengan uap air, dan rumput bulu mentolerir perubahan kelembapan dengan baik dan tidak mati bahkan di musim kemarau.

Dengan demikian, hukum optimal menunjukkan kepada kita bahwa untuk setiap jenis terdapat ukuran pengaruh masing-masing faktor. Baik penurunan maupun peningkatan paparan melebihi batas ini menyebabkan kematian organisme.

Untuk memahami hubungan spesies dengan lingkungan, hal ini tidak kalah pentingnya hukum faktor pembatas.

Di alam, organisme secara bersamaan dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang kompleks dalam kombinasi yang berbeda dan dengan kekuatan yang berbeda. Tidak mudah untuk memisahkan peran masing-masing dari mereka. Manakah yang lebih berarti dibandingkan yang lainnya? Apa yang kita ketahui tentang hukum optimal memungkinkan kita untuk memahami bahwa tidak ada faktor yang sepenuhnya positif atau negatif, penting atau kecil, tetapi semuanya bergantung pada kekuatan pengaruh masing-masing.

Hukum faktor pembatas menyatakan bahwa faktor yang paling signifikan adalah faktor yang paling menyimpang dari nilai optimal bagi suatu benda.

Kelangsungan hidup individu dalam periode tertentu bergantung padanya. Pada periode waktu lain, faktor-faktor lain mungkin menjadi pembatas, dan sepanjang hidup, organisme menghadapi berbagai keterbatasan dalam aktivitas hidupnya.

Praktik pertanian senantiasa menghadapi hukum faktor optimal dan pembatas. Misalnya, pertumbuhan dan perkembangan gandum, dan juga hasil panennya, selalu dibatasi oleh suhu kritis, kekurangan atau kelebihan kelembapan, kekurangan pupuk mineral, dan terkadang oleh pengaruh bencana seperti hujan es dan badai. Dibutuhkan banyak usaha dan uang untuk mempertahankan kondisi optimal bagi tanaman, dan pada saat yang sama, pertama-tama, mengimbangi atau mengurangi pengaruh faktor-faktor pembatas.

Habitat berbagai spesies ternyata sangat bervariasi. Beberapa dari mereka, misalnya tungau atau serangga kecil, menghabiskan seluruh hidupnya di dalam daun tanaman, yang bagi mereka adalah daun seluruh dunia, yang lain menguasai ruang yang luas dan beragam, seperti rusa kutub, paus di lautan, dan burung yang bermigrasi.

Bergantung pada tempat tinggal perwakilan spesies yang berbeda, mereka dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan. Ada beberapa di planet kita lingkungan hidup dasar, sangat berbeda dalam hal kondisi kehidupan: air, tanah-udara, tanah. Habitat juga merupakan organisme tempat organisme lain hidup.

Lingkungan hidup perairan. Semua penghuni perairan, terlepas dari perbedaan gaya hidup, harus beradaptasi dengan ciri-ciri utama lingkungannya. Ciri-ciri ini ditentukan, pertama-tama, oleh sifat fisik air: kepadatannya, konduktivitas termal, dan kemampuannya melarutkan garam dan gas.

Kepadatan air menentukan kekuatan apungnya yang signifikan. Artinya berat organisme di dalam air lebih ringan dan memungkinkan terjadinya konduksi kehidupan permanen di kolom air tanpa tenggelam ke dasar. Banyak spesies, sebagian besar berukuran kecil, tidak mampu berenang aktif dengan cepat, tampak mengapung di air, tersuspensi di dalamnya. Kumpulan makhluk perairan kecil tersebut disebut plankton. Plankton mencakup alga mikroskopis, krustasea kecil, telur dan larva ikan, ubur-ubur dan banyak spesies lainnya. Organisme planktonik terbawa arus dan tidak mampu melawannya. Kehadiran plankton di dalam air memungkinkan dilakukannya jenis filtrasi nutrisi, yaitu menyaring, menggunakan berbagai alat, organisme kecil dan partikel makanan yang tersuspensi dalam air. Ini dikembangkan pada hewan dasar yang berenang dan tidak bergerak, seperti crinoid, kerang, tiram dan lain-lain. Gaya hidup yang tidak banyak bergerak tidak mungkin dilakukan oleh penghuni perairan jika tidak ada plankton, dan hal ini, pada gilirannya, hanya mungkin terjadi di lingkungan dengan kepadatan yang cukup.

Kepadatan air membuat pergerakan aktif di dalamnya menjadi sulit, sehingga hewan yang berenang cepat seperti ikan, lumba-lumba, cumi-cumi harus memiliki otot yang kuat dan bentuk tubuh yang ramping. Karena kepadatan air yang tinggi, tekanan meningkat seiring dengan kedalaman. Penghuni laut dalam mampu menahan tekanan ribuan kali lebih tinggi dibandingkan di permukaan daratan.

Cahaya menembus air hanya sampai kedalaman yang dangkal, sehingga organisme tumbuhan hanya dapat hidup di cakrawala atas kolom air. Bahkan secara maksimal laut yang bersih fotosintesis hanya mungkin terjadi pada kedalaman 100-200 m. Pada kedalaman yang lebih dalam tidak terdapat tumbuhan, dan hewan laut dalam hidup dalam kegelapan total.

Suhu di badan air lebih lembut daripada di darat. Karena kapasitas panas air yang tinggi, fluktuasi suhu di dalamnya dapat dihaluskan, dan penghuni perairan tidak perlu beradaptasi dengan cuaca beku yang parah atau panas empat puluh derajat. Hanya di sumber air panas suhu airnya bisa mendekati titik didih.

Salah satu kesulitan dalam kehidupan penghuni perairan adalah jumlah oksigen yang terbatas. Kelarutannya tidak terlalu tinggi dan, terlebih lagi, menurun drastis bila air terkontaminasi atau dipanaskan. Oleh karena itu, kadang-kadang ditemukan di waduk membeku- kematian massal penduduk akibat kekurangan oksigen, yang terjadi karena berbagai sebab.

Komposisi garam Lingkungan juga sangat penting bagi organisme akuatik. Spesies laut tidak dapat hidup di perairan tawar, dan spesies air tawar tidak dapat hidup di laut karena terganggunya fungsi sel.

Lingkungan kehidupan darat-udara. Lingkungan ini memiliki serangkaian fitur yang berbeda. Umumnya lebih kompleks dan bervariasi daripada perairan. Ia memiliki banyak oksigen, banyak cahaya, perubahan suhu yang lebih tajam dalam ruang dan waktu, penurunan tekanan yang jauh lebih lemah, dan sering terjadi kekurangan kelembapan. Meskipun banyak spesies dapat terbang, dan serangga kecil, laba-laba, mikroorganisme, benih, dan spora tumbuhan terbawa oleh arus udara, makanan dan reproduksi organisme terjadi di permukaan tanah atau tumbuhan. Dalam lingkungan dengan kepadatan rendah seperti udara, organisme membutuhkan dukungan. Oleh karena itu, tumbuhan darat telah mengembangkan jaringan mekanis, dan hewan darat memiliki kerangka internal atau eksternal yang lebih menonjol dibandingkan hewan akuatik. Kepadatan udara yang rendah memudahkan pergerakan di dalamnya.

M. S. Gilyarov (1912-1985), seorang ahli zoologi terkemuka, ahli ekologi, akademisi, pendiri penelitian ekstensif tentang dunia hewan tanah, penerbangan pasif dikuasai oleh sekitar dua pertiga penduduk darat. Kebanyakan dari mereka adalah serangga dan burung.

Udara merupakan penghantar panas yang buruk. Hal ini memudahkan untuk menghemat dan memelihara panas yang dihasilkan di dalam organisme suhu konstan pada hewan berdarah panas. Perkembangan hewan berdarah panas menjadi mungkin terjadi di lingkungan terestrial. Nenek moyang mamalia air modern - paus, lumba-lumba, walrus, anjing laut - pernah hidup di darat.

Penghuni daratan memiliki beragam adaptasi terkait penyediaan air, terutama dalam kondisi kering. Pada tumbuhan, ini adalah sistem akar yang kuat, lapisan kedap air pada permukaan daun dan batang, dan kemampuan mengatur penguapan air melalui stomata. Hal ini juga berlaku pada hewan berbagai fitur struktur tubuh dan integumen, tetapi selain itu, perilaku yang tepat juga berkontribusi dalam menjaga keseimbangan air. Misalnya, mereka mungkin bermigrasi ke sumber air atau secara aktif menghindari kondisi kering. Beberapa hewan dapat menjalani seluruh hidupnya dengan makanan kering, seperti jerboa atau ngengat pakaian yang terkenal. Dalam hal ini, air yang dibutuhkan tubuh timbul akibat adanya oksidasi komponen makanan.

Banyak faktor lingkungan lain yang juga berperan penting dalam kehidupan organisme darat, seperti komposisi udara, angin, dan topografi permukaan bumi. Cuaca dan iklim sangat penting. Penghuni lingkungan darat-udara harus beradaptasi dengan iklim bagian bumi tempat mereka tinggal dan menoleransi variabilitas kondisi cuaca.

Tanah sebagai lingkungan hidup. Tanah merupakan lapisan tipis permukaan tanah yang diolah oleh aktivitas makhluk hidup. Partikel padat meresap ke dalam tanah melalui pori-pori dan rongga, sebagian terisi air dan sebagian lagi udara, sehingga organisme air kecil juga dapat menghuni tanah. Volume rongga-rongga kecil di dalam tanah merupakan ciri yang sangat penting. Di tanah gembur bisa mencapai 70%, dan di tanah padat bisa mencapai sekitar 20%. Di dalam pori-pori dan rongga ini atau di permukaan partikel padat hidup berbagai macam makhluk mikroskopis: bakteri, jamur, protozoa, cacing gelang, arthropoda. Hewan yang lebih besar sendiri membuat saluran di dalam tanah. Seluruh tanah ditembus oleh akar tanaman. Kedalaman tanah ditentukan oleh kedalaman penetrasi akar dan aktivitas hewan penggali. Jaraknya tidak lebih dari 1,5-2 m.

Udara di rongga tanah selalu jenuh dengan uap air, dan komposisinya diperkaya karbon dioksida dan kekurangan oksigen. Dengan cara ini, kondisi kehidupan di dalam tanah menyerupai lingkungan perairan. Di sisi lain, rasio air dan udara dalam tanah terus berubah bergantung pada kondisi cuaca. Fluktuasi suhu sangat tajam di permukaan, tetapi dengan cepat menghilang seiring bertambahnya kedalaman.

Ciri utama lingkungan tanah adalah pasokannya yang konstan bahan organik terutama disebabkan oleh kematian akar tanaman dan daun-daun yang berguguran. Ini adalah sumber energi yang berharga bagi bakteri, jamur, dan banyak hewan, begitu pula tanah lingkungan yang paling bersemangat. Dunia tersembunyinya sangat kaya dan beragam.

Dengan munculnya berbagai spesies hewan dan tumbuhan, seseorang tidak hanya dapat memahami lingkungan tempat mereka tinggal, tetapi juga jenis kehidupan yang mereka jalani di dalamnya.

Jika di depan kita ada hewan berkaki empat dengan otot paha yang sangat berkembang di kaki belakang dan otot yang jauh lebih lemah di kaki depan, yang juga lebih pendek, dengan leher yang relatif pendek dan ekor yang panjang, maka kita dapat dengan yakin mengatakan bahwa ini adalah pelompat tanah, yang mampu melakukan gerakan cepat dan bermanuver, penghuni ruang terbuka. Kanguru Australia yang terkenal, jerboa gurun Asia, pelompat Afrika, dan banyak mamalia pelompat lainnya - perwakilan dari berbagai ordo yang hidup di berbagai benua - terlihat seperti ini. Mereka hidup di stepa, padang rumput, dan sabana - di mana pergerakan cepat di tanah merupakan cara utama untuk melarikan diri dari predator. Ekor panjang berfungsi sebagai penyeimbang saat berbelok cepat, jika tidak hewan akan kehilangan keseimbangan.

Pinggul berkembang kuat pada tungkai belakang dan pada serangga pelompat - belalang, belalang, kutu, kumbang psyllid.

Tubuh kompak dengan ekor pendek dan anggota badan pendek, bagian depannya sangat kuat dan terlihat seperti sekop atau garu, mata buta, leher pendek dan bulunya yang pendek, seolah dipangkas, memberi tahu kita bahwa ini adalah hewan bawah tanah yang menggali lubang dan galeri. Ini bisa berupa tikus tanah hutan, tikus tanah stepa, tikus tanah berkantung Australia, dan banyak mamalia lain yang menjalani gaya hidup serupa.

Serangga penggali - jangkrik mol juga dibedakan dari tubuhnya yang kompak, kekar, dan kaki depan yang kuat, mirip dengan ember buldoser yang diperkecil. Oleh penampilan mereka menyerupai tahi lalat kecil.

Semua spesies terbang telah berkembang pesawat lebar- sayap pada burung, kelelawar, serangga, atau lipatan kulit yang menyebar di sisi tubuh, seperti pada tupai atau kadal yang terbang meluncur.

Organisme yang menyebar melalui penerbangan pasif, dengan arus udara, mempunyai ciri ukuran kecil dan bentuk yang sangat beragam. Namun, semuanya memiliki satu kesamaan - perkembangan permukaan yang kuat dibandingkan dengan berat badan. Hal ini dicapai dengan berbagai cara: karena rambut panjang, bulu, berbagai pertumbuhan tubuh, pemanjangan atau perataannya, keringanan berat jenis. Seperti inilah penampakan serangga kecil dan buah tanaman yang terbang.

Kesamaan eksternal yang timbul di antara perwakilan kelompok dan spesies berbeda yang tidak berkerabat sebagai akibat dari gaya hidup yang sama disebut konvergensi.

Ini mempengaruhi terutama organ-organ yang berinteraksi langsung dengan lingkungan eksternal, dan strukturnya kurang menonjol sistem internal- pencernaan, ekskresi, gugup.

Bentuk suatu tumbuhan menentukan ciri-ciri hubungannya dengan lingkungan luar, misalnya cara ia bertahan di musim dingin. Pohon dan semak yang tinggi memiliki cabang yang paling tinggi.

Bentuknya merambat - dengan batang lemah yang melilit tanaman lain, dapat ditemukan baik pada spesies berkayu maupun herba. Ini termasuk anggur, hop, padang rumput dodder, dan tanaman merambat tropis. Melilit batang dan batang spesies tegak, tumbuhan mirip liana menonjolkan daun dan bunganya.

Serupa kondisi iklim di benua yang berbeda serupa penampilan vegetasi, yang terdiri dari spesies yang berbeda, seringkali sama sekali tidak berkerabat.

Bentuk luar yang mencerminkan cara ia berinteraksi dengan lingkungan disebut bentuk kehidupan suatu spesies. Spesies yang berbeda mungkin memiliki bentuk kehidupan yang serupa, jika mereka menjalani gaya hidup yang dekat.

Bentuk kehidupan berkembang selama evolusi spesies selama berabad-abad. Spesies-spesies yang berkembang dengan metamorfosis, selama lingkaran kehidupan secara alami mengubah bentuk kehidupan mereka. Bandingkan misalnya ulat dan kupu-kupu dewasa atau katak dan kecebongnya. Beberapa tanaman dapat mempunyai bentuk kehidupan yang berbeda-beda tergantung pada kondisi pertumbuhannya. Misalnya, linden atau ceri burung bisa berupa pohon tegak atau semak.

Komunitas tumbuhan dan hewan akan lebih stabil dan lengkap jika mencakup perwakilan dari berbagai bentuk kehidupan. Artinya, komunitas tersebut memanfaatkan sumber daya lingkungan secara lebih maksimal dan memiliki koneksi internal yang lebih beragam.

Susunan bentuk kehidupan organisme dalam komunitas berfungsi sebagai indikator ciri-ciri lingkungannya dan perubahan-perubahan yang terjadi di dalamnya.

Insinyur yang merancang pesawat terbang dengan cermat mempelajari berbagai bentuk kehidupan serangga terbang. Model mesin dengan penerbangan mengepak telah dibuat berdasarkan prinsip pergerakan Diptera dan Hymenoptera di udara. Teknologi modern telah membangun mesin berjalan, serta robot dengan tuas dan metode pergerakan hidrolik, seperti hewan dari berbagai bentuk kehidupan. Kendaraan tersebut mampu melaju di lereng curam dan off-road.

Kehidupan di Bumi berkembang dalam kondisi siang dan malam yang teratur serta pergantian musim akibat perputaran planet pada porosnya dan mengelilingi Matahari. Irama lingkungan eksternal menciptakan periodisitas, yaitu pengulangan kondisi dalam kehidupan sebagian besar spesies. Baik periode kritis, sulit untuk bertahan hidup, maupun periode menguntungkan berulang secara teratur.

Adaptasi terhadap perubahan periodik lingkungan eksternal diekspresikan pada makhluk hidup tidak hanya melalui reaksi langsung terhadap faktor-faktor yang berubah, tetapi juga dalam ritme internal yang ditetapkan secara turun-temurun.

Ritme sirkadian. Ritme sirkadian menyesuaikan organisme dengan siklus siang dan malam. Pada tumbuhan pertumbuhan intensif, mekarnya bunga diatur pada waktu tertentu dalam sehari. Hewan sangat mengubah aktivitasnya sepanjang hari. Berdasarkan ciri ini, spesies diurnal dan nokturnal dibedakan.

Ritme harian organisme bukan hanya cerminan dari perubahan kondisi eksternal. Jika seseorang, atau hewan, atau tumbuhan ditempatkan pada lingkungan yang konstan dan stabil tanpa pergantian siang dan malam, maka ritme proses kehidupan tetap terjaga, mendekati ritme harian. Tubuh sepertinya hidup sesuai dengan jam internalnya, menghitung mundur waktu.

Ritme sirkadian dapat mempengaruhi banyak proses dalam tubuh. Seseorang memiliki sekitar 100 karakteristik fisiologis tunduk pada siklus harian: detak jantung, ritme pernapasan, sekresi hormon, sekresi kelenjar pencernaan, tekanan darah, suhu tubuh dan banyak lainnya. Oleh karena itu, ketika seseorang terbangun alih-alih tidur, tubuh masih dalam kondisi malam dan malam tanpa tidur berdampak buruk bagi kesehatan.

Namun, ritme sirkadian tidak muncul pada semua spesies, tetapi hanya pada spesies yang hidupnya perubahan siang dan malam memainkan peran ekologis yang penting. Penghuni gua atau perairan dalam, yang tidak mengalami perubahan seperti itu, hidup dengan ritme yang berbeda. Dan bahkan di antara penghuni daratan, tidak semua orang menunjukkan periodisitas harian.

Dalam percobaan dalam kondisi yang sangat konstan, lalat buah Drosophila mempertahankan ritme hariannya selama puluhan generasi. Periodisitas ini diwariskan pada mereka, seperti pada banyak spesies lainnya. Begitu mendalamnya reaksi adaptif yang terkait dengan siklus harian lingkungan eksternal.

Gangguan ritme sirkadian tubuh selama kerja malam, penerbangan luar angkasa, selam scuba, dll. merupakan masalah medis yang serius.

Irama tahunan. Ritme tahunan mengadaptasi organisme terhadap perubahan kondisi musiman. Dalam kehidupan suatu spesies, periode pertumbuhan, reproduksi, pergantian kulit, migrasi, dan dormansi dalam secara alami bergantian dan berulang sedemikian rupa sehingga organisme memenuhi waktu kritis dalam setahun dalam keadaan paling stabil. Proses yang paling rentan - reproduksi dan pemeliharaan hewan muda - terjadi pada musim yang paling menguntungkan. Frekuensi pergeseran ini keadaan fisiologis sepanjang tahun sebagian besar bersifat bawaan, yaitu memanifestasikan dirinya sebagai ritme tahunan internal. Jika, misalnya, burung unta Australia atau dingo anjing liar ditempatkan di kebun binatang di Belahan Bumi Utara, musim kawin mereka akan dimulai pada musim gugur, saat musim semi di Australia. Restrukturisasi ritme tahunan internal terjadi dengan susah payah, selama beberapa generasi.

Persiapan untuk reproduksi atau musim dingin yang berlebihan adalah proses panjang yang dimulai pada organisme jauh sebelum dimulainya periode kritis.

Perubahan cuaca jangka pendek yang tajam (musim dingin yang beku, pencairan musim dingin) biasanya tidak mengganggu ritme tahunan tumbuhan dan hewan. Faktor lingkungan utama yang direspon organisme dalam siklus tahunannya bukanlah perubahan cuaca yang acak, melainkan perubahan cuaca yang acak fotoperiode- perubahan perbandingan siang dan malam.

Lamanya siang hari secara alami berubah sepanjang tahun, dan perubahan inilah yang menjadi sinyal akurat tentang mendekatnya musim semi, musim panas, musim gugur, atau musim dingin.

Kemampuan organisme dalam menanggapi perubahan panjang hari disebut fotoperiodisme.

Jika hari semakin pendek, spesies mulai bersiap menghadapi musim dingin; jika hari semakin panjang, mereka mulai tumbuh dan berkembang biak secara aktif. Dalam hal ini yang penting bagi kehidupan organisme bukanlah perubahan lamanya siang dan malam itu sendiri, melainkan perubahannya nilai sinyal, menunjukkan perubahan besar yang akan terjadi di alam.

Seperti yang Anda ketahui, lamanya hari sangat bergantung pada garis lintang geografis. Di belahan bumi utara, hari-hari musim panas di selatan jauh lebih pendek dibandingkan di utara. Oleh karena itu, spesies selatan dan utara bereaksi berbeda terhadap jumlah perubahan hari yang sama: spesies selatan mulai bereproduksi lebih banyak hari yang singkat daripada yang di utara.

FAKTOR LINGKUNGAN

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. " Biologi umum". Moskow, "Pencerahan", 2000

• Topik 18. "Habitat. Faktor lingkungan". Bab 1; hal.10-58
• Topik 19. "Populasi. Jenis hubungan antar organisme." bab 2 §8-14; hal.60-99; Bab 5 § 30-33
• Topik 20. "Ekosistem." bab 2 §15-22; hal.106-137
• Topik 21. "Biosfer. Siklus materi." Bab 6 §34-42; hal.217-290

Sejarah pengetahuan lingkungan sudah ada sejak berabad-abad yang lalu. Masyarakat primitif sudah perlu memiliki pengetahuan tertentu tentang tumbuhan dan hewan, cara hidup mereka, hubungan satu sama lain dan dengan lingkungan. Sebagai bagian dari perkembangan ilmu-ilmu alam secara umum, terjadi pula akumulasi ilmu-ilmu yang kini termasuk dalam bidang ilmu lingkungan. Ekologi muncul sebagai disiplin ilmu independen pada abad ke-19.

Istilah Ekologi (dari bahasa Yunani eco - house, logos - teaching) diperkenalkan ke dalam sains oleh ahli biologi Jerman Ernest Haeckel.

Pada tahun 1866, dalam karyanya “General Morphology of Organisms,” dia menulis bahwa ini adalah “... kumpulan pengetahuan yang berkaitan dengan ekonomi alam: studi tentang keseluruhan rangkaian hubungan antara hewan dan lingkungannya, baik organik dan anorganik, dan, yang terpenting, hubungan persahabatan atau permusuhan dengan hewan dan tumbuhan yang bersentuhan langsung atau tidak langsung.” Definisi ini mengklasifikasikan ekologi sebagai ilmu biologi. Pada awal abad ke-20. terbentuknya pendekatan sistematis dan berkembangnya doktrin biosfer yang merupakan bidang ilmu pengetahuan yang luas, mencakup banyak bidang keilmuan baik siklus alam maupun siklus kemanusiaan, termasuk ekologi umum, menyebabkan meluasnya pandangan ekosistem dalam ekologi. Objek kajian utama dalam ekologi adalah ekosistem.

Ekosistem adalah kumpulan organisme hidup yang berinteraksi satu sama lain dan dengan lingkungannya melalui pertukaran materi, energi, dan informasi sedemikian rupa sehingga satu sistem tetap stabil untuk waktu yang lama.

Dampak manusia terhadap lingkungan yang terus meningkat mengharuskan kita sekali lagi memperluas batas-batas pengetahuan lingkungan. Pada paruh kedua abad ke-20. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah membawa sejumlah masalah yang mendapat status global, oleh karena itu, dalam bidang ekologi, masalah analisis komparatif sistem alam dan buatan manusia serta pencarian cara untuk hidup berdampingan dan berkembang secara harmonis telah menjadi perhatian utama. jelas muncul.

Oleh karena itu, struktur ilmu lingkungan menjadi berbeda dan menjadi lebih kompleks. Sekarang dapat direpresentasikan sebagai empat cabang utama, yang dibagi lagi: Bioekologi, geoekologi, ekologi manusia, dan ekologi terapan.

Dengan demikian, kita dapat mendefinisikan ekologi sebagai ilmu tentang hukum-hukum umum fungsi ekosistem dari berbagai tatanan, seperangkat isu-isu ilmiah dan praktis tentang hubungan antara manusia dan alam.

2. Faktor lingkungan, klasifikasinya, jenis pengaruhnya terhadap organisme

Setiap organisme di alam mengalami pengaruh berbagai macam komponen lingkungan. Setiap sifat atau komponen lingkungan yang mempengaruhi organisme disebut faktor lingkungan.

Klasifikasi faktor lingkungan. Faktor lingkungan (faktor ekologi) bermacam-macam, mempunyai sifat dan tindakan tertentu yang berbeda-beda. Kelompok faktor lingkungan berikut ini dibedakan:

1. Abiotik (faktor alam mati):

a) iklim - kondisi pencahayaan, kondisi suhu, dll.;

b) edafik (lokal) - persediaan air, jenis tanah, medan;

c) orografis - arus udara (angin) dan air.

2. Faktor biotik adalah segala bentuk pengaruh makhluk hidup satu sama lain:

Tumbuhan Tumbuhan. Tumbuhan Hewan. Tanaman Jamur. Mikroorganisme Tumbuhan. Hewan Hewan. Jamur Hewan. Mikroorganisme Hewan. Jamur Jamur. Mikroorganisme Jamur. Mikroorganisme Mikroorganisme.

3. Faktor antropogenik adalah segala bentuk kegiatan masyarakat manusia yang mengakibatkan perubahan habitat spesies lain atau berdampak langsung terhadap kehidupannya. Dampak dari kelompok faktor lingkungan ini meningkat pesat dari tahun ke tahun.

Jenis dampak faktor lingkungan terhadap organisme. Faktor lingkungan mempunyai dampak yang berbeda-beda terhadap organisme hidup. Mereka mungkin:

Stimulus yang berkontribusi terhadap munculnya perubahan fisiologis dan biokimia adaptif (hibernasi, fotoperiodisme);

Pembatas yang mengubah distribusi geografis organisme karena ketidakmungkinan keberadaannya dalam kondisi tertentu;

Pengubah yang menyebabkan perubahan morfologi dan anatomi organisme;

Sinyal yang menunjukkan perubahan faktor lingkungan lainnya.

Pola umum aksi faktor lingkungan:

Karena keragaman faktor lingkungan yang ekstrim, berbagai jenis organisme, yang mengalami pengaruhnya, bereaksi secara berbeda terhadapnya, namun sejumlah pola (pola) umum dari tindakan faktor lingkungan dapat diidentifikasi. Mari kita lihat beberapa di antaranya.

1. Hukum optimal

2. Hukum individualitas ekologis spesies

3. Hukum faktor pembatas (limiting).

4. Hukum tindakan ambigu

3. Pola kerja faktor lingkungan terhadap organisme

1) Aturan optimal. Untuk suatu ekosistem, organisme, atau tahap tertentu di dalamnya

pengembangan ada kisaran nilai faktor yang paling menguntungkan. Di mana

faktor-faktor yang menguntungkan; kepadatan penduduk maksimal. 2) Toleransi.

Ciri-ciri ini bergantung pada lingkungan tempat organisme tersebut hidup. Jika dia

stabil dengan caranya sendiri

milikmu, ia memiliki peluang lebih besar bagi organisme untuk bertahan hidup.

3) Aturan interaksi faktor. Beberapa faktor mungkin meningkatkan atau

mengurangi pengaruh faktor lain.

4) Aturan faktor pembatas. Suatu faktor yang kekurangan atau

kelebihan berdampak negatif pada organisme dan membatasi kemungkinan manifestasinya. kekuatan

tindakan faktor lain. 5) Fotoperiodisme. Di bawah fotoperiodisme

memahami reaksi tubuh terhadap panjangnya hari. Reaksi terhadap perubahan cahaya.

6) Adaptasi terhadap ritme fenomena alam. Adaptasi keseharian dan

ritme musiman, fenomena pasang surut, ritme aktivitas matahari,

fase bulan dan fenomena lain yang berulang dengan frekuensi yang ketat.

ek. valensi (plastisitas) - kemampuan untuk berorganisasi. beradaptasi dengan dep. faktor lingkungan lingkungan.

Pola kerja faktor lingkungan terhadap organisme hidup.

Faktor lingkungan dan klasifikasinya. Semua organisme berpotensi mampu bereproduksi dan menyebar tanpa batas: bahkan spesies yang menjalani gaya hidup terikat memiliki setidaknya satu fase perkembangan di mana mereka mampu melakukan penyebaran aktif atau pasif. Tetapi pada saat yang sama, komposisi spesies organisme yang hidup di zona iklim berbeda tidak bercampur: masing-masing organisme dicirikan oleh sekumpulan spesies hewan, tumbuhan, dan jamur tertentu. Hal ini dijelaskan oleh terbatasnya reproduksi dan penyebaran organisme yang berlebihan oleh hambatan geografis tertentu (laut, pegunungan, gurun, dll), faktor iklim (suhu, kelembaban, dll), serta hubungan antar spesies individu.

Tergantung pada sifat dan karakteristik tindakannya, faktor lingkungan dibagi menjadi abiotik, biotik dan antropogenik (antropik).

Faktor abiotik adalah komponen dan sifat alam mati yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi organisme individu dan kelompoknya (suhu, cahaya, kelembaban, komposisi gas di udara, tekanan, komposisi garam air, dll).

Kelompok terpisah dari faktor lingkungan meliputi berbagai bentuk kegiatan ekonomi manusia yang mengubah keadaan habitat berbagai jenis makhluk hidup, termasuk manusia itu sendiri (faktor antropogenik). Selama periode yang relatif singkat keberadaan manusia sebagai spesies biologis, aktivitasnya telah mengubah penampilan planet kita secara radikal, dan dampaknya terhadap alam semakin meningkat setiap tahunnya. Intensitas aksi beberapa faktor lingkungan mungkin tetap relatif stabil selama periode sejarah perkembangan biosfer yang panjang (misalnya, radiasi matahari, gravitasi, komposisi garam air laut, komposisi gas di atmosfer, dll.). Kebanyakan dari mereka memiliki intensitas yang bervariasi (suhu, kelembaban, dll). Derajat variabilitas setiap faktor lingkungan bergantung pada karakteristik habitat organisme. Misalnya, suhu di permukaan tanah dapat sangat bervariasi tergantung pada musim atau hari, cuaca, dll., sedangkan di waduk dengan kedalaman lebih dari beberapa meter hampir tidak ada perbedaan suhu.

Perubahan faktor lingkungan dapat berupa:

Berkala, tergantung pada waktu, waktu dalam setahun, posisi Bulan relatif terhadap Bumi, dll.;

Non-periodik, misalnya letusan gunung berapi, gempa bumi, angin topan, dan lain-lain.;

Diarahkan pada periode waktu sejarah yang signifikan, misalnya perubahan iklim bumi yang terkait dengan redistribusi rasio luas daratan dan lautan.

Setiap organisme hidup senantiasa beradaptasi terhadap seluruh kompleks faktor lingkungan, yaitu terhadap habitat, mengatur proses kehidupan sesuai dengan perubahan faktor-faktor tersebut. Habitat adalah seperangkat kondisi di mana individu, populasi, atau kelompok organisme tertentu hidup.

Pola pengaruh faktor lingkungan terhadap organisme hidup. Terlepas dari kenyataan bahwa faktor lingkungan sangat beragam dan berbeda sifatnya, ada beberapa pola pengaruhnya terhadap organisme hidup, serta reaksi organisme terhadap tindakan faktor-faktor ini. Adaptasi organisme terhadap kondisi lingkungan disebut adaptasi. Mereka diproduksi di semua tingkat organisasi makhluk hidup: dari molekuler hingga biogeosenotik. Adaptasi tidak konstan karena berubah sepanjang sejarah perkembangan spesies individu bergantung pada perubahan intensitas faktor lingkungan. Setiap jenis organisme beradaptasi dengan kondisi kehidupan tertentu dengan cara yang khusus: tidak ada dua spesies dekat yang serupa dalam adaptasinya (aturan individualitas ekologis). Dengan demikian, tikus tanah (seri Pemakan serangga) dan tikus tanah (seri Hewan Pengerat) beradaptasi untuk hidup di dalam tanah. Tapi tikus tanah menggali lorong dengan bantuan kaki depannya, dan tikus tanah menggali dengan gigi serinya, membuang tanah dengan kepalanya.

Adaptasi organisme yang baik terhadap suatu faktor tertentu tidak berarti adaptasi yang sama terhadap faktor lain (aturan adaptasi yang relatif independen). Misalnya, lumut kerak, yang dapat menetap di substrat yang miskin bahan organik (seperti batu) dan tahan terhadap musim kemarau, sangat sensitif terhadap polusi udara.

Ada juga hukum optimal: setiap faktor mempunyai pengaruh positif terhadap tubuh hanya dalam batas-batas tertentu. Intensitas pengaruh suatu faktor lingkungan yang menguntungkan bagi organisme suatu jenis tertentu disebut zona optimum. Semakin besar intensitas kerja suatu faktor lingkungan tertentu yang menyimpang dari optimalnya dalam satu arah atau lainnya, maka semakin besar pula efek penghambatannya terhadap organisme (zona pessimum). Intensitas pengaruh suatu faktor lingkungan yang menyebabkan keberadaan organisme menjadi tidak mungkin disebut batas atas dan batas bawah daya tahan (titik kritis maksimum dan minimum). Jarak antara batas daya tahan menentukan valensi ekologi suatu spesies tertentu relatif terhadap faktor tertentu. Oleh karena itu, valensi lingkungan adalah kisaran intensitas dampak suatu faktor lingkungan yang memungkinkan keberadaan suatu spesies tertentu.

Valensi ekologis yang luas dari individu suatu spesies tertentu relatif terhadap faktor lingkungan tertentu dilambangkan dengan awalan “eur-”. Oleh karena itu, rubah kutub diklasifikasikan sebagai hewan eurythermic, karena mereka dapat menahan fluktuasi suhu yang signifikan (dalam 80°C). Beberapa invertebrata (spons, spons, echinodermata) termasuk dalam organisme eurybatherous, oleh karena itu mereka menetap dari zona pesisir hingga kedalaman yang sangat dalam, tahan terhadap fluktuasi tekanan yang signifikan. Spesies yang dapat hidup dalam berbagai fluktuasi berbagai faktor lingkungan disebut eurybiontnyms. Valensi ekologis yang sempit, yaitu ketidakmampuan untuk menahan perubahan signifikan pada faktor lingkungan tertentu, dilambangkan dengan awalan “stenothermic” (misalnya stenotermik). , stenobiontny, dll).

Optimal dan batas daya tahan tubuh terhadap faktor tertentu bergantung pada intensitas tindakan faktor lain. Misalnya, dalam cuaca kering dan tidak berangin, lebih mudah menahan suhu rendah. Jadi, batas optimal dan daya tahan organisme dalam kaitannya dengan faktor lingkungan apa pun dapat bergeser ke arah tertentu tergantung pada kekuatan dan kombinasi faktor lain yang bertindak (fenomena interaksi faktor lingkungan).

Tetapi kompensasi timbal balik dari faktor-faktor lingkungan yang vital memiliki batas-batas tertentu dan tidak ada yang dapat digantikan oleh faktor lain: jika intensitas tindakan setidaknya satu faktor melampaui batas daya tahan, keberadaan suatu spesies menjadi tidak mungkin, meskipun intensitasnya optimal. tindakan orang lain. Dengan demikian, kurangnya kelembapan menghambat proses fotosintesis bahkan dengan pencahayaan optimal dan konsentrasi CO2 di atmosfer.

Faktor yang intensitas kerjanya melebihi batas daya tahan disebut faktor pembatas. Faktor pembatas menentukan wilayah sebaran suatu spesies (area). Misalnya, penyebaran banyak spesies hewan di wilayah utara terhambat karena kurangnya panas dan cahaya, dan di wilayah selatan juga terhambat oleh kurangnya kelembapan.

Dengan demikian, keberadaan dan kemakmuran suatu spesies tertentu di suatu habitat ditentukan oleh interaksinya dengan berbagai faktor lingkungan. Intensitas tindakan yang tidak mencukupi atau berlebihan membuat tidak mungkin bagi kemakmuran dan keberadaan spesies individu.

Faktor lingkungan adalah setiap komponen lingkungan yang mempengaruhi makhluk hidup dan kelompoknya; terbagi menjadi abiotik (komponen alam mati), biotik (berbagai bentuk interaksi antar organisme) dan antropogenik (berbagai bentuk kegiatan ekonomi manusia).

Adaptasi organisme terhadap kondisi lingkungan disebut adaptasi.

Setiap faktor lingkungan hanya memiliki batas pengaruh positif tertentu terhadap organisme (hukum optimal). Batas intensitas kerja suatu faktor yang membuat keberadaan organisme menjadi tidak mungkin disebut batas atas dan batas bawah daya tahan.

Optimum dan batas daya tahan organisme dalam kaitannya dengan faktor lingkungan apa pun dapat bervariasi ke arah tertentu tergantung pada intensitas dan kombinasi faktor lingkungan lainnya (fenomena interaksi faktor lingkungan). Namun kompensasi timbal baliknya terbatas: tidak ada satu faktor penting pun yang dapat digantikan oleh faktor lain. Faktor lingkungan yang melampaui batas daya tahan disebut faktor pembatas, yang menentukan kisaran suatu spesies tertentu.

plastisitas ekologi organisme

Plastisitas ekologi organisme (valensi ekologi) adalah derajat kemampuan beradaptasi suatu spesies terhadap perubahan faktor lingkungan. Hal ini dinyatakan dengan kisaran nilai faktor lingkungan di mana suatu spesies tertentu mempertahankan aktivitas kehidupan normal. Semakin luas jangkauannya, semakin besar pula plastisitas lingkungannya.

Spesies yang dapat hidup dengan penyimpangan kecil dari faktor optimum disebut sangat terspesialisasi, dan spesies yang dapat menahan perubahan faktor yang signifikan disebut beradaptasi secara luas.

Plastisitas lingkungan dapat dipertimbangkan baik dalam kaitannya dengan satu faktor maupun dalam kaitannya dengan faktor lingkungan yang kompleks. Kemampuan spesies untuk mentolerir perubahan signifikan pada faktor-faktor tertentu ditunjukkan dengan istilah yang sesuai dengan awalan “setiap”:

Eurythermic (plastik terhadap suhu)

Eurygolinaceae (salinitas air)

Euryphotic (plastik ke cahaya)

Eurygygric (plastik terhadap kelembapan)

Euroik (plastik ke habitat)

Euryphagous (plastik pada makanan).

Spesies yang beradaptasi dengan sedikit perubahan pada faktor ini disebut dengan istilah dengan awalan “steno”. Awalan ini digunakan untuk menyatakan tingkat toleransi relatif (misalnya, pada spesies stenotermik, suhu ekologi optimal dan suhu pesimum berdekatan).

Spesies yang memiliki plastisitas ekologis yang luas dalam kaitannya dengan faktor lingkungan yang kompleks adalah eurybion; spesies dengan kemampuan beradaptasi individu yang rendah adalah stenobion. Ciri khas Eurybiontisme dan isthenobiontisme Berbagai jenis adaptasi organisme untuk bertahan hidup. Jika eurybiont berkembang dalam waktu lama dalam kondisi yang baik, maka mereka dapat kehilangan plastisitas ekologis dan mengembangkan ciri-ciri stenobiont. Spesies yang ada dengan fluktuasi faktor yang signifikan memperoleh peningkatan plastisitas ekologis dan menjadi eurybion.

Misalnya, terdapat lebih banyak stenobiont di lingkungan perairan, karena sifatnya yang relatif stabil dan amplitudo fluktuasi faktor individu kecil. Dalam lingkungan udara-darat yang lebih dinamis, eurybion mendominasi. Hewan berdarah panas mempunyai valensi ekologis yang lebih luas dibandingkan hewan berdarah dingin. Organisme muda dan tua cenderung memerlukan kondisi lingkungan yang lebih seragam.

Eurybiont tersebar luas, dan stenobiontisme mempersempit jangkauannya; namun, dalam beberapa kasus, karena spesialisasinya yang tinggi, stenobion memiliki wilayah yang luas. Misalnya, burung osprey pemakan ikan adalah stenofag yang khas, namun jika dikaitkan dengan faktor lingkungan lainnya, ia termasuk eurybiont. Untuk mencari makanan yang diperlukan, burung ini mampu terbang dalam jarak yang jauh, sehingga menempati wilayah yang cukup luas.

Plastisitas adalah kemampuan suatu organisme untuk bertahan dalam kisaran nilai faktor lingkungan tertentu. Plastisitas ditentukan oleh laju reaksi.

Menurut tingkat plastisitas dalam kaitannya dengan faktor individu, semua jenis dibagi menjadi tiga kelompok:

Stenotop adalah spesies yang dapat hidup dalam kisaran nilai faktor lingkungan yang sempit. Misalnya, sebagian besar tumbuhan di hutan khatulistiwa yang lembab.

Eurytopes adalah spesies yang sangat fleksibel dan mampu mengkolonisasi berbagai habitat, misalnya semua spesies kosmopolitan.

Mesotop menempati posisi perantara antara stenotop dan eurytop.

Harus diingat bahwa suatu spesies dapat, misalnya, menjadi stenotopik menurut satu faktor dan eurytopic menurut faktor lain, dan sebaliknya. Misalnya, seseorang adalah eurytope dalam kaitannya dengan suhu udara, tetapi stenotop dalam hal kandungan oksigen di dalamnya.