Vides faktori

Cilvēka un viņa vides mijiedarbība vienmēr ir bijusi medicīnas izpētes objekts. Lai novērtētu dažādu vides apstākļu ietekmi, tika piedāvāts termins “ekoloģiskais faktors”, ko plaši izmanto vides medicīnā.

Faktors (no latīņu valodas faktors - dara, ražo) ir jebkura procesa, parādības cēlonis, virzītājspēks, kas nosaka tā raksturu vai noteiktas iezīmes.

Vides faktors ir jebkura ietekme vidi, kam var būt tieša vai netiešā ietekme uz dzīviem organismiem. Vides faktors ir vides stāvoklis, uz kuru dzīvais organisms reaģē ar adaptīvām reakcijām.

Vides faktori nosaka organismu dzīves apstākļus. Organismu un populāciju pastāvēšanas apstākļus var uzskatīt par regulējošiem vides faktoriem.

Ne visi vides faktori (piemēram, gaisma, temperatūra, mitrums, sāļu klātbūtne, barības vielu piegāde utt.) ir vienlīdz svarīgi veiksmīgai organisma izdzīvošanai. Organisma attiecības ar vidi ir sarežģīts process, kurā var identificēt vājākās, “neaizsargātākās” saites. Vislielāko interesi rada tie faktori, kas ir kritiski vai ierobežo organisma dzīvi, galvenokārt no praktiskā viedokļa.

Ideja, ka ķermeņa izturību nosaka tā vājākais posms

visas savas vajadzības, pirmo reizi izteica K. Lībigs 1840. gadā. Viņš formulēja principu, kas pazīstams kā Lībiga minimuma likums: “Minimumā atrodamā viela kontrolē ražu un nosaka tās lielumu un stabilitāti laika gaitā. ”

Mūsdienu J. Lībiga likuma formulējums ir šāds: “Ekosistēmas dzīvības spējas ierobežo tie vides vides faktori, kuru daudzums un kvalitāte ir tuvu ekosistēmai nepieciešamajam minimumam, to samazināšanās noved pie ekosistēmas bojāejas. organismu vai ekosistēmas iznīcināšanu.

Sākotnēji K. Lībiga formulētais princips šobrīd ir attiecināts uz jebkuriem vides faktoriem, taču to papildina divi ierobežojumi:

Attiecas tikai uz sistēmām stacionārā stāvoklī;

Attiecas ne tikai uz vienu faktoru, bet arī uz faktoru kompleksu, kas ir atšķirīgi pēc būtības un mijiedarbojas, ietekmējot organismus un populācijas.

Saskaņā ar dominējošajiem priekšstatiem par ierobežojošu faktoru tiek uzskatīts tāds faktors, kurā ir nepieciešamas minimālas šī faktora relatīvās izmaiņas, lai sasniegtu noteiktas (pietiekami nelielas) reakcijas relatīvās izmaiņas.

Līdzās deficīta ietekmei negatīva var būt arī vides faktoru “minimums”, pārpalikuma ietekme, tas ir, tādu faktoru kā siltums, gaisma, mitrums maksimums. Ideju par maksimuma ierobežojošo ietekmi kopā ar minimumu 1913. gadā ieviesa V. Šelfords, kurš formulēja šo principu kā “tolerances likumu”: Organisma (sugas) labklājības ierobežojošais faktors. var būt gan minimālā, gan maksimālā ietekme uz vidi, kuru diapazons nosaka ķermeņa izturības (tolerances) apjomu attiecībā pret šo faktoru.

V. Šelforda formulētais pielaides likums tika papildināts ar vairākiem noteikumiem:

Organismiem var būt plašs tolerances diapazons pret vienu faktoru un šaurs cita faktora pielaides diapazons;

Visizplatītākie ir organismi ar lielu tolerances diapazonu;

Viena vides faktora pielaides diapazons var būt atkarīgs no citiem vides faktoriem;

Ja apstākļi vienam vides faktoram nav optimāli sugai, tad tas ietekmē arī citu vides faktoru tolerances diapazonu;

Pielaides robežas ir būtiski atkarīgas no ķermeņa stāvokļa; Tādējādi tolerances robežas organismiem reproduktīvajā periodā vai agrīnā attīstības stadijā parasti ir šaurākas nekā pieaugušajiem;

Diapazonu starp minimālo un maksimālo vides faktoru parasti sauc par pielaides robežām vai diapazonu. Lai apzīmētu tolerances robežas pret vides apstākļiem, tiek lietoti termini "euribionts" - organisms ar plašu tolerances robežu - un "stenobiont" - ar šauru.

Sabiedrības un pat sugu līmenī ir zināms faktoru kompensācijas fenomens, ar ko saprot spēju pielāgoties (pielāgoties) vides apstākļiem tā, lai vājinātu temperatūras, gaismas, ūdens un citu fizikālu ierobežojošo ietekmi. faktoriem. Sugas ar plašu ģeogrāfisko izplatību gandrīz vienmēr veido vietējiem apstākļiem pielāgotas populācijas - ekotipus. Saistībā ar cilvēkiem ir termins ekoloģiskais portrets.

Ir zināms, ka ne visi dabas vides faktori ir vienlīdz svarīgi cilvēka dzīvībai. Tādējādi par nozīmīgākajiem tiek uzskatīta saules starojuma intensitāte, gaisa temperatūra un mitrums, skābekļa un oglekļa dioksīda koncentrācija gaisa grunts slānī, augsnes un ūdens ķīmiskais sastāvs. Vissvarīgākais vides faktors ir pārtika. Dzīvības uzturēšanai, cilvēku populācijas izaugsmei un attīstībai, vairošanai un saglabāšanai ir nepieciešama enerģija, kas tiek iegūta no vides pārtikas veidā.

Vides faktoru klasifikācijai ir vairākas pieejas.

Saistībā ar ķermeni vides faktorus iedala: ārējos (eksogēnos) un iekšējos (endogēnos). Tiek uzskatīts, ka ārējie faktori, kas iedarbojas uz ķermeni, paši nav pakļauti vai gandrīz nav pakļauti tā ietekmei. Tie ietver faktorus ārējā vide.

Ārējās vides faktori saistībā ar ekosistēmu un dzīviem organismiem ir ietekme. Ekosistēmas, biocenozes, populāciju un atsevišķu organismu reakciju uz šo ietekmi sauc par reakciju. Reakcijas uz ietekmi raksturs nosaka organisma spēju pielāgoties vides apstākļiem, pielāgoties un iegūt izturību pret ietekmi dažādi faktori vidi, tostarp nelabvēlīgu ietekmi.

Ir arī tāda lieta kā letāls faktors (no latīņu valodas - letalis - nāvējošs). Tas ir vides faktors, kura darbība izraisa dzīvo organismu nāvi.

Kad tiek sasniegta noteikta koncentrācija, daudzi ķīmiskie un fizikālie piesārņotāji var būt nāvējoši.

Iekšējie faktori korelē ar paša organisma īpašībām un veido to, t.i. ir iekļauti tā sastāvā. Iekšējie faktori ir populāciju lielums un biomasa, dažādu ķīmisko vielu daudzums, ūdens vai augsnes masas īpašības utt.

Saskaņā ar “dzīvības” kritēriju vides faktorus iedala biotiskajos un abiotiskajos.

Pēdējie ietver ekosistēmas un tās ārējās vides nedzīvās sastāvdaļas.

Abiotiskie vides faktori ir nedzīvas, neorganiskas dabas sastāvdaļas un parādības, kas tieši vai netieši ietekmē dzīvos organismus: klimatiskie, augsnes un hidrogrāfiskie faktori. Galvenie abiotiskie vides faktori ir temperatūra, gaisma, ūdens, sāļums, skābeklis, elektromagnētiskās īpašības, augsne.

Abiotiskie faktori ir sadalīti:

Fiziskā

Ķīmiskā

Biotiskie faktori (no grieķu biotikos — dzīvība) ir dzīves vides faktori, kas ietekmē organismu dzīvi.

Biotiskos faktorus iedala:

Fitogēns;

Mikrobiogēns;

Zoogēns:

Antropogēns (sociāli kulturāls).

Biotisko faktoru darbība izpaužas kā dažu organismu savstarpēja ietekme uz citu organismu dzīves aktivitāti un visi kopā uz biotopu. Pastāv: tiešas un netiešas attiecības starp organismiem.

Pēdējās desmitgadēs arvien biežāk tiek lietots termins antropogēnie faktori, t.i. ko izraisījis cilvēks. Antropogēnie faktori tiek pretstatīti dabiskajiem vai dabiskajiem faktoriem.

Antropogēnais faktors ir vides faktoru un cilvēka darbības radīto seku kopums ekosistēmās un biosfērā kopumā. Antropogēns faktors ir cilvēku tieša ietekme uz organismiem vai ietekme uz organismiem, mainot cilvēka dzīves vidi.

Vides faktori ir arī sadalīti:

1. Fiziskā

Dabiski

Antropogēns

2. Ķīmiskā

Dabiski

Antropogēns

3. Bioloģiskā

Dabiski

Antropogēns

4. Sociālā (sociāli psiholoģiskā)

5. Informatīvs.

Ekoloģiskos faktorus iedala arī klimatiski ģeogrāfiskajos, bioģeogrāfiskajos, bioloģiskajos, kā arī augsnes, ūdens, atmosfēras u.c.

Fiziskie faktori.

Fiziskie dabiskie faktori ietver:

Klimatiskais, ieskaitot vietējo mikroklimatu;

Ģeomagnētiskā aktivitāte;

Dabiskais fona starojums;

Kosmiskais starojums;

Reljefs;

Fiziskie faktori ir sadalīti:

Mehānisks;

Vibrācija;

Akustiskais;

EM starojums.

Fiziskie antropogēni faktori:

Apdzīvoto vietu un telpu mikroklimats;

Vides piesārņojums ar elektromagnētisko starojumu (jonizējošo un nejonizējošo);

Trokšņa piesārņojums;

Vides termiskais piesārņojums;

Deformācija redzama vide(reljefa izmaiņas un krāsu diapazons apdzīvotās vietās).

Ķīmiskie faktori.

Dabiski ķīmiskie faktori ietver:

Litosfēras ķīmiskais sastāvs:

Hidrosfēras ķīmiskais sastāvs;

Atmosfēras ķīmiskais sastāvs,

Pārtikas ķīmiskais sastāvs.

Litosfēras, atmosfēras un hidrosfēras ķīmiskais sastāvs ir atkarīgs no dabiskais sastāvs+ ķīmisko vielu izdalīšanās ģeoloģisko procesu rezultātā (piemēram, sērūdeņraža piemaisījumi vulkāna izvirduma rezultātā) un dzīvo organismu dzīvībai svarīgas aktivitātes rezultātā (piemēram, fitoncīdi, terpēni gaisā).

Antropogēni ķīmiskie faktori:

Sadzīves atkritumi,

Rūpnieciskie atkritumi,

Sintētiskie materiāli, izmanto ikdienas dzīvē, lauksaimniecībā un rūpnieciskajā ražošanā,

Farmācijas rūpniecības produkti,

Pārtikas piedevas.

Darbība ķīmiskie faktori Uz cilvēka ķermeni var rasties šādi iemesli:

Dabas pārpalikums vai trūkums ķīmiskie elementi V

vide (dabiskās mikroelementozes);

Pārmērīgs dabisko ķīmisko elementu saturs vidē

vide, kas saistīta ar cilvēka darbību (antropogēnais piesārņojums),

Tam neparastu ķīmisko elementu klātbūtne vidē

(ksenobiotikas) antropogēnā piesārņojuma dēļ.

Bioloģiskie faktori

Bioloģiskie jeb biotiskie (no grieķu biotikos — dzīvība) vides faktori ir dzīves vides faktori, kas ietekmē organismu dzīvības aktivitāti. Biotisko faktoru darbība izpaužas kā dažu organismu savstarpēja ietekme uz citu dzīvības aktivitāti, kā arī to kopīga ietekme uz biotopu.

Bioloģiskie faktori:

Baktērijas;

Augi;

Vienšūņi;

Kukaiņi;

Bezmugurkaulnieki (tostarp helminti);

Mugurkaulnieki.

Sociālā vide

Cilvēka veselību pilnībā nenosaka bioloģiskie un psiholoģiskās īpašības. Cilvēks ir sabiedriska būtne. Viņš dzīvo sabiedrībā, kuru regulē valsts likumi, no vienas puses, un, no otras puses, tā saucamie vispārpieņemtie likumi, morāles vadlīnijas, uzvedības noteikumi, tostarp tādi, kas saistīti ar dažādiem ierobežojumiem utt.

Sabiedrība ar katru gadu kļūst arvien sarežģītāka un arvien vairāk ietekmē indivīda, iedzīvotāju un sabiedrības veselību. Lai baudītu civilizētas sabiedrības priekšrocības, cilvēkam jādzīvo stingrā atkarībā no sabiedrībā pieņemtā dzīvesveida. Par šiem labumiem, kas bieži vien ir ļoti apšaubāmi, indivīds maksā ar daļu savas brīvības vai pilnībā ar visu savu brīvību. Bet cilvēks, kurš nav brīvs un atkarīgs, nevar būt pilnīgi vesels un laimīgs. Zināma cilvēka brīvības daļa, kas piešķirta tehnokritiskai sabiedrībai apmaiņā pret civilizētās dzīves priekšrocībām, pastāvīgi uztur viņu neiropsihiskas spriedzes stāvoklī. Pastāvīgs neiropsihisks stress un pārslodze noved pie garīgās stabilitātes samazināšanās rezerves spēju samazināšanās dēļ nervu sistēma. Turklāt ir daudz sociālo faktoru, kas var izraisīt cilvēka adaptācijas spēju sabrukumu un dažādu slimību attīstību. Tie ietver sociālos traucējumus, nenoteiktību par nākotni un morālo apspiešanu, kas tiek uzskatīti par galvenajiem riska faktoriem.

Sociālie faktori

Sociālie faktori ir sadalīti:

1. sociālā sistēma;

2. ražošanas nozare (rūpniecība, lauksaimniecība);

3. sadzīves sfēra;

4. izglītība un kultūra;

5. iedzīvotāju skaits;

6. Zoodārzs un medicīna;

7. citas sfēras.

Ir arī šāda sociālo faktoru grupēšana:

1. Sociālā politika, veidojot sociotipu;

2. Sociālais nodrošinājums, kam ir tieša ietekme uz veselības veidošanos;

3. Vides politika, kas veido ekotipu.

Sociotips ir netiešs integrālās sociālās slodzes raksturojums, kas balstīts uz sociālās vides faktoru kopumu.

Sociotips ietver:

2. darba apstākļi, atpūta un dzīve.

Jebkurš vides faktors attiecībā pret cilvēku var būt: a) labvēlīgs - veicinošs viņa veselībai, attīstībai un realizācijai; b) nelabvēlīgs, kas noved pie viņa slimības un degradācijas, c) rada abu veidu ietekmi. Tikpat acīmredzami ir arī tas, ka patiesībā lielākā daļa ietekmju pieder pēdējam tipam, kam ir gan pozitīvas, gan negatīvas puses.

Ekoloģijā pastāv optimāluma likums, saskaņā ar kuru jebkura vide

faktoram ir noteiktas robežas pozitīvai ietekmei uz dzīviem organismiem. Optimālais faktors ir organismam vislabvēlīgākā vides faktora intensitāte.

Ietekme var būt arī dažāda mēroga: dažas skar visus valsts iedzīvotājus kopumā, citas - konkrēta reģiona iedzīvotājus, citas - izolētas demogrāfiskajām īpašībām grupas, ceturtais - individuālais pilsonis.

Faktoru mijiedarbība ir dažādu dabisko un antropogēno faktoru vienlaicīga vai secīga kopējā ietekme uz organismiem, kas noved pie atsevišķa faktora darbības vājināšanās, nostiprināšanās vai modifikācijas.

Sinerģisms ir divu vai vairāku faktoru kopējā ietekme, ko raksturo fakts, ka to kopējā bioloģiskā iedarbība ievērojami pārsniedz katra komponenta ietekmi un to summu.

Jāsaprot un jāatceras, ka galveno kaitējumu veselībai rada nevis atsevišķi vides faktori, bet gan kopējā integrētā vides slodze uz organismu. Tas sastāv no vides slodzes un sociālās slodzes.

Vides slodze ir cilvēka veselībai nelabvēlīgu dabiskās un cilvēka radītās vides faktoru un apstākļu kopums. Ekotips ir netieša integrālās vides slodzes īpašība, kuras pamatā ir dabisko un cilvēka radīto vides faktoru kombinācija.

Ekotipa novērtējumiem ir nepieciešami higiēnas dati par:

Mājokļa kvalitāte,

Dzeramais ūdens,

Gaiss,

Augsne, pārtika,

Zāles utt.

Sociālā slodze ir cilvēka veselībai nelabvēlīgu faktoru un sociālās dzīves apstākļu kopums.

Vides faktori, kas veido sabiedrības veselību

1. Klimatiskie un ģeogrāfiskie raksturlielumi.

2. Dzīvesvietas (pilsētas, ciema) sociāli ekonomiskie raksturojumi.

3. Vides sanitāri higiēniskās īpašības (gaiss, ūdens, augsne).

4. Iedzīvotāju uztura īpatnības.

5. Raksturlielumi darba aktivitāte:

profesija,

Sanitāri un higiēniski darba apstākļi,

Profesionālo apdraudējumu klātbūtne,

Psiholoģiskais mikroklimats dienestā,

6. Ģimenes un mājsaimniecības faktori:

Ģimenes sastāvs,

Mājokļa raksturs

Vidējie ienākumi uz vienu ģimenes locekli,

Ģimenes dzīves organizēšana.

brīvā laika sadale,

Psiholoģiskais klimats ģimenē.

Rādītāji, kas raksturo attieksmi pret veselības stāvokli un nosaka darbību tā uzturēšanai:

1. Subjektīvs savas veselības novērtējums (vesels, slims).

2. Personas veselības un ģimenes locekļu veselības vietas noteikšana individuālo vērtību sistēmā (vērtību hierarhija).

3. Veselības saglabāšanu un stiprināšanu veicinošu faktoru apzināšanās.

4. Pieejamība slikti ieradumi un atkarības.

Jēdzienu “ekoloģija” zinātnē ieviesa vācu zinātnieks Ernsts Hekels 1869. gadā. Formālu definīciju dot ir diezgan viegli, jo vārds “ekoloģija” cēlies no grieķu vārdiem “oikos” – mājoklis, pajumte un “logotipi” – zinātne. Tāpēc ekoloģija bieži tiek definēta kā zinātne par organismu vai organismu grupu (populāciju, sugu) attiecībām ar to vidi. Citiem vārdiem sakot, ekoloģijas priekšmets ir saikņu kopums starp organismiem un to pastāvēšanas apstākļiem (vide), no kuriem ir atkarīgi to izdzīvošanas, attīstības, vairošanās, izplatības un konkurētspējas panākumi.

Botānikā terminu “ekoloģija” pirmo reizi izmantoja dāņu botāniķis E. Warmings 1895. gadā.

Plašā nozīmē medijs (vai vide) tiek saprasts kā materiālo ķermeņu, parādību un enerģijas, viļņu un lauku kopums, kas vienā vai otrā veidā ietekmē. Tomēr dažādas vides dzīvs organisms uztver vienādi, jo to nozīme dzīvē ir atšķirīga. Starp tiem ir praktiski vienaldzīgi augi, piemēram, atmosfērā esošās inertās gāzes. Citiem vides elementiem, gluži pretēji, ir jūtama, bieži vien būtiska ietekme uz augu. Tos sauc par vides faktoriem. Tie ir, piemēram, gaisma, ūdens atmosfērā un augsnē, gaiss, gruntsūdeņu sāļošanās, dabiskā un mākslīgā radioaktivitāte utt.). Padziļinoties mūsu zināšanām, vides faktoru saraksts paplašinās, jo dažos gadījumos atklājas, ka augi spēj reaģēt uz vides elementiem, kas iepriekš tika uzskatīti par vienaldzīgiem (piemēram, magnētiskais lauks, spēcīga trokšņa iedarbība, elektriskā lauki utt.).

Vides faktoru klasifikācija

Vides faktorus var klasificēt dažādās konceptuālās koordinātu sistēmās.

Ir, piemēram, resursu un neresursu vides faktori. Resursu faktori ir augu sabiedrības bioloģiskajā ciklā iesaistīta viela un (vai) (piemēram, gaisma, ūdens, minerālvielu barošanas elementu saturs augsnē utt.); Attiecīgi ar resursiem nesaistīti faktori nepiedalās matērijas un enerģijas un ekosistēmu transformācijas ciklos (piemēram, reljefā).

Ir arī tiešie un netiešie vides faktori. Pirmie tieši ietekmē vielmaiņu, morfoģenēzes procesus, augšanu un attīstību (gaismu), otrie ietekmē organismu, mainot citus faktorus (piemēram, transabiotiskās un transbiotiskās mijiedarbības formas). Tā kā dažādās vides situācijās daudzi faktori var darboties gan tieši, gan netieši, tad labāk runāt nevis par faktoru nošķiršanu, bet gan par to tiešu vai netiešu ietekmi uz augu.

Visplašāk izmantotā vides faktoru klasifikācija pēc to izcelsmes un darbības veida ir:

I. Abiotiskie faktori:

a) klimatiskie - gaisma, siltums (tā sastāvs un kustība), mitrums (ieskaitot nokrišņus dažādās formās, gaisa mitrums) utt.;

b) edafiskās (jeb augsne-augsne) - augšņu fizikālās (daļiņu sastāvs, ūdens caurlaidība) un ķīmiskās (augsnes pH, minerālbarības elementu, makro un mikroelementu saturs uc) īpašības;

c) topogrāfiskie (vai orogrāfiskie) - reljefa apstākļi.

II. Biotiskie faktori:

a) fitogēns - tiešā un netiešā kopdzīves augu ietekme;

b) zoogēna - dzīvnieku tieša un netieša ietekme (ēdināšana, mīdīšana, rakšanas darbība, apputeksnēšana, augļu un sēklu izplatīšana);

c) prokariotogēnie faktori - baktēriju un zilaļģu ietekme (fitopatogēno baktēriju negatīvā ietekme, brīvi dzīvojošu un simbiotiski saistītu slāpekli fiksējošo baktēriju, aktinomicītu un cianīdu pozitīvā ietekme);

Vairāk par biotiskajiem faktoriem varat lasīt rakstā

Cilvēka specifiskās ietekmes uz veģetāciju formas, to virziens un mērogs ļauj identificēt antropogēnos faktorus.

III. Antropogēnie faktori, kas saistīti ar daudzpusējām cilvēku lauksaimnieciskās darbības formām (ganīšana, siena vākšana), rūpnieciskām darbībām (gāzu emisijām, celtniecību, ieguvi, transporta sakariem un cauruļvadiem), kosmosa izpēti un atpūtas aktivitātēm.

Šī vienkāršā klasifikācija neatbilst visam, bet tikai galvenajiem vides faktoriem. Ir arī citi dzīvībai mazāk svarīgi augi (atmosfēras elektrība, Zemes magnētiskais lauks, jonizējošais starojums utt.).

Tomēr atzīmēsim, ka iepriekš minētais dalījums zināmā mērā ir patvaļīgs, jo (un tas ir svarīgi uzsvērt gan teorētiski, gan praktiski) vide ietekmē organismu kopumā, un faktoru nodalīšana un to klasifikācija nav nekas vairāk. nekā metodisks paņēmiens, kas veicina augu un vides attiecību modeļu izzināšanu un izpēti.

Vides faktoru ietekmes vispārīgie modeļi

Vides faktoru ietekme uz dzīvo organismu ir ļoti daudzveidīga. Dažiem faktoriem - vadošajiem - ir spēcīgāka ietekme, citiem - sekundāriem - ir vājāka ietekme; Daži faktori ietekmē visus auga dzīves aspektus, citi ietekmē jebkuru konkrētu dzīves procesu. Tomēr ir iespējams iedomāties vispārēju diagrammu par ķermeņa reakcijas atkarību vides faktora ietekmē.

Ja faktora intensitāti tā fiziskajā izteiksmē attēlo pa abscisu asi (X) ( , sāļu koncentrācija augsnes šķīdumā, pH, biotopa apgaismojums utt.) un pa ordinātu asi (Y) - organisma vai populācijas reakcija uz šo faktoru tā kvantitatīvajā izpausmē (konkrēta fizioloģiskā procesa intensitāte - fotosintēze, ūdens uzsūkšanās ar saknēm, augšana utt.; morfoloģiskās īpašības - auga augstums, lapu izmērs, saražoto sēklu skaits u.c.; populācijas raksturojums - indivīdu skaits uz platības vienību , sastopamības biežums utt.), iegūstam šādu attēlu.

Vides faktora darbības diapazons (sugas tolerances zona) ir ierobežots ar minimālo un maksimālo punktu skaitu, kas atbilst šī faktora galējām vērtībām, pie kurām ir iespējama auga pastāvēšana. Punkts uz x ass, kas atbilst rūpnīcas labākajiem darbības rādītājiem, nozīmē faktora optimālo vērtību - tas ir optimālais punkts. Sakarā ar grūtībām iekšā precīza definīcija Par šo punktu parasti runā kā par noteiktu optimālo zonu vai komforta zonu. Optimālais, minimums un maksimums veido trīs kardinālus punktus, kas nosaka sugas reakcijas iespējamību uz noteiktu faktoru. Līknes galējos posmus, kas izsaka apspiešanas stāvokli ar asu faktora deficītu vai pārsniegumu, sauc par pessimuma zonām; tie atbilst faktora pesimālajām vērtībām. Netālu no kritiskajiem punktiem ir faktora subletālās vērtības, bet ārpus pielaides zonas - letālās vērtības.

Sugas viena no otras atšķiras ar optimālo stāvokli vides faktora gradientā. Piemēram, attieksme pret siltumu arktiskajās un tropiskajās sugās. Var atšķirties arī faktora darbības diapazona (vai optimālās zonas) platums. Piemēram, ir sugas, kurām tas ir optimāls zems līmenis apgaismojums (alu bryofīti) vai salīdzinoši augsts apgaismojuma līmenis (augsti Alpu augi). Bet ir zināmas arī sugas, kas aug vienlīdz labi gan pilnā apgaismojumā, gan ievērojamā ēnojumā (piemēram, ezis - Dactylis glomerata).

Tāpat dažas pļavu stiebrzāles dod priekšroku augsnēm ar noteiktu, diezgan šauru skābuma diapazonu, bet citas labi aug plašā pH diapazonā – no stipri skābas līdz sārmainai. Pirmais gadījums norāda uz šauru augu ekoloģisko amplitūdu (tie ir stenobionti vai stenotopiski), otrais - par plašu ekoloģisko amplitūdu (augi ir eiribionti vai eiritopiski). Starp eiritopiskām un stenotopiskām kategorijām ir vairākas starpposma kvalitatīvās kategorijas (hemieuritopiskā, hemistenotopiskā).

Ekoloģiskās amplitūdas platums saistībā ar dažādiem vides faktoriem bieži ir atšķirīgs. Var būt stenotopisks attiecībā uz vienu faktoru un eiritopisks attiecībā pret otru: piemēram, augi var būt ierobežoti ar šauru temperatūras diapazonu un plašu sāļuma diapazonu.

Vides faktoru mijiedarbība

Vides faktori augu ietekmē kopīgi un vienlaicīgi, un viena faktora ietekme lielā mērā ir atkarīga no “ekoloģiskā fona”, t.i., no citu faktoru kvantitatīvās izpausmes. Šo faktoru mijiedarbības fenomenu uzskatāmi ilustrē piemērs eksperimentam ar ūdens sūnu Fontinalis. Šis eksperiments skaidri parāda, ka apgaismojumam ir atšķirīga ietekme uz fotosintēzes intensitāti pie dažāda CO 2 satura.

Eksperiments arī parāda, ka līdzīgu bioloģisko efektu var iegūt, daļēji aizstājot viena faktora darbību ar citu. Tādējādi tādu pašu fotosintēzes intensitāti var panākt vai nu palielinot apgaismojumu līdz 18 tūkstošiem luksu, vai arī pie zemāka apgaismojuma palielinot CO 2 koncentrāciju.

Šeit izpaužas viena vides faktora darbības daļēja savstarpēja aizstājamība ar citu. Tajā pašā laikā nevienu no nepieciešamajiem vides faktoriem nevar aizstāt ar citu: zaļu augu nevar audzēt pilnīgā tumsā pat ar ļoti labu minerālu uzturu vai ar destilētu ūdeni optimālos termiskajos apstākļos. Citiem vārdiem sakot, pastāv daļēja galveno vides faktoru aizvietojamība un vienlaikus to pilnīga neaizstājamība (šajā nozīmē dažreiz arī tiek teikts, ka tie ir vienlīdz svarīgi auga dzīvē). Ja vismaz viena no nepieciešamajiem faktoriem vērtība pārsniedz tolerances diapazonu (zem minimuma un virs maksimuma), tad organisma eksistence kļūst neiespējama.

Ierobežojošie faktori

Ja kādam no faktoriem, kas veido pastāvēšanas apstākļus, ir pesimāla vērtība, tad tas ierobežo atlikušo faktoru darbību (lai cik labvēlīgi tie būtu) un nosaka vides iedarbības gala rezultātu uz augu. Šo gala rezultātu var mainīt, tikai ietekmējot ierobežojošo faktoru. Šo “ierobežojošo faktoru likumu” lauksaimniecības ķīmijā pirmo reizi formulēja vācu lauksaimniecības ķīmiķis, viens no lauksaimniecības ķīmijas pamatlicējiem Justs Lībigs 1840. gadā, un tāpēc to bieži sauc par Lībiga likumu.

Viņš novērojis, ka, ja augsnē vai barības vielu šķīdumā ir kāda no nepieciešamajiem ķīmiskajiem elementiem deficīts, citus elementus saturoši mēslošanas līdzekļi uz augu neiedarbojas, un tikai “minimālo jonu” pievienošana dod ražas pieaugumu. Daudzi ierobežojošo faktoru darbības piemēri ne tikai eksperimentos, bet arī dabā liecina, ka šai parādībai ir vispārēja ekoloģiska nozīme. Viens no “minimuma likuma” darbības piemēriem dabā ir lakstaugu apspiešana zem dižskābarža mežu lapotnes, kur optimālos termiskajos apstākļos paaugstināts oglekļa dioksīda saturs, pietiekami bagātas augsnes un citi optimāli apstākļi, iespējas stiebrzāļu attīstībai ierobežo straujš gaismas trūkums.

“Minimālo faktoru” (un maksimumu) identificēšana un to ierobežojošās ietekmes novēršana, citiem vārdiem sakot, vides optimizēšana augiem, ir svarīgs praktisks uzdevums racionālā veģetācijas izmantošanā.

Autekoloģiskā un sinekoloģiskā zona un optimums

Augu attieksme pret vides faktoriem ir cieši atkarīga no citu augu iemītnieku ietekmes (galvenokārt no konkurences attiecībām ar tiem). Bieži vien ir situācija, ka suga var veiksmīgi augt plašā kāda faktora darbības diapazonā (kas tiek noteikts eksperimentāli), bet spēcīga konkurenta klātbūtne spiež to ierobežot šaurākā zonā.

Piemēram, parastajai priedei (Pinus sylvestris) ir ļoti plašs ekoloģiskais diapazons attiecībā pret augsnes faktoriem, bet taigas zonā tā veido mežus galvenokārt uz sausām, nabadzīgām smilšainām augsnēm vai uz stipri ūdens piesātinātiem kūdrājiem, t.i., kur nav konkurējoša koka. sugas. Šeit optimu un tolerances reģionu faktiskā pozīcija atšķiras augiem, kuriem ir vai nav biotiska ietekme. Šajā sakarā izšķir sugas ekoloģisko optimumu (ja nav konkurences) un fitocenotisko optimumu, kas atbilst sugas faktiskajam stāvoklim ainavā vai biomā.

Papildus optimālajam stāvoklim tiek izdalītas sugas izturības robežas: ekoloģiskā zona (sugas izplatības potenciālās robežas, ko nosaka tikai tās saistība ar noteiktu faktoru) un faktiskā fitocenotiskā platība.

Bieži vien šajā kontekstā viņi runā par potenciālo un faktisko optimumu un diapazonu. Ārzemju literatūrā viņi raksta arī par fizioloģisko un ekoloģisko optimumu un biotopu. Labāk runāt par autekoloģisku un sinekoloģisko optimumu un sugas izplatību.

Dažādām sugām ekoloģisko un fitocenotisko platību attiecība ir atšķirīga, taču ekoloģiskā platība vienmēr ir plašāka par fitocenotisko platību. Augu mijiedarbības rezultātā notiek diapazona sašaurināšanās un bieži vien optimālā nobīde.

Vides faktori- biotopa īpašības, kurām ir kāda ietekme uz ķermeni. Piemēram, minerālvielu klātbūtne, skābekļa pieejamība, augsnes mitrums, augsnes temperatūra, augsnes irdenums. Vienaldzīgi vides elementi, piemēram, inertās gāzes, nav vides faktori.

režīmi

Pēc ietekmes rakstura

• Tiešā aktierspēle
• Netiešā darbība
• Nosacīti derīgs- ekosistēmas elementu ietekme (bioģeocenoze), ko pastiprina vai vājina citu vides faktoru darbība

Pēc izcelsmes

• Abiotisks- nedzīvās dabas faktori:
  • klimatiskie
  • edafisks (edafogēns)
  • orogrāfisks
  • ķīmiska
  • fiziskais: troksnis, magnētiskie lauki, siltumvadītspēja un siltumietilpība, radioaktivitāte, saules starojuma intensitāte ***** hidrogrāfiskais: ūdens blīvums, strāva, caurspīdīgums utt.
    • pirogēns: uguns faktori[ avots nav norādīts 824 dienas] (Odum, 1975, 1986)
• Biotika
  • fitogēns- augu ietekme
  • mikogēns- sēņu ietekme
  • zoogēns- dzīvnieku ietekme
  • mikrobiogēns- mikroorganismu ietekme
• Antropogēnais (antropiskais) faktors:
  • 1912. gadā krievu zinātnieks prof. G.F.Morozovs grāmatā “Mežu izpēte” definēja cilvēka ietekmi uz dabu kā atsevišķu vides faktoru un sadalīja to pēc ietekmes uz dabisko vidi rakstura tiešā, netiešā un nosacītā antropogēnajā ietekmē [Morozovs, 1949].
  • Tieša antropogēna ietekme– tieša cilvēka ietekme uz ekosistēmas sastāvdaļām (biogeocenoze). Tas ietver ogu, sēņu lasīšanu, koku ciršanu utt.
  • Netiešā antropogēnā ietekme– cilvēka ietekme caur vidējo līmeni. Tās ir gruntsūdens līmeņa izmaiņas, izmaiņas temperatūras režīms, radiācijas piesārņojums utt.
  • Nosacīta antropogēna ietekme ir biotisko un abiotiskie faktori, stiprina vai vājina cilvēka ietekme.
  • 1981. gadā definīcija “Antropogēnais faktors [antropogēnā ietekme] ir jebkura ietekme uz vidi [dabisko] vidi, kas saistīta gan ar apzinātu, gan neapzinātu cilvēka darbību, kas izraisa kvantitatīvās un kvalitatīvās izmaiņas tās sastāvdaļās [Popa, 1981].
  • 2011. gadā tika publicēta biogeocenožu (ekosistēmu) antropogēnās novirzīšanās skala, kas izstrādāta, izmantojot stepju zonas platlapju mežu piemēru, ietverot 12 cilvēku veiktās dabiskās vides iznīcināšanas posmus no nosacīti neskartu ekosistēmu stāvokļa. līdz pilnīgam dzīvības funkciju zaudēšanas stadijai biogeocenozes dēļ [Popa, 2011].

Tērējot

• Resursi
• Nosacījumi

Pēc virziena

• Vektorizēts
• Daudzgadīgs-ciklisks

• Monodominance
• Sinerģija
• Antagonisms
• Provokativitāte

galējās vērtības

Daudzgadīga auga dzīves līkne. Viengadīgie augi nespēj pāriet snaudošā stāvoklī, un to dzīves zona sakrīt ar dzīvības aktivitātes zonu.

plastmasas

dzīves līkne punktus Un zonām:

• Kardinālie punkti:
  • punktus minimums Un maksimums
  • punkts optimāls
• Zonas:
  • zonā optimāls
  • zonām pessimums
  • zonā dzīvībai svarīga darbība
  • zonām miers
  • zonā dzīvi

reakcijas norma

pārpilnība vai sastopamības biežums

Bibliogrāfija

• Sahney, S., Benton, M.J. un Ferry, P.A. (2010). “Saiknes starp globālo taksonomisko daudzveidību, ekoloģisko daudzveidību un mugurkaulnieku izplatību uz zemes” (PDF). Bioloģijas vēstules 6 (4): 544–547. DOI:10.1098/rsbl.2009.1024. PMID 20106856.
• Deivids L. Hoksvorts. Bioloģiskā daudzveidība un saglabāšana Eiropā. - Springer, 2008. - P. 3390. - ISBN 1402068646..
• Bampton, M. "Antropogēnā transformācija" vides zinātņu enciklopēdijā, D. E. Aleksandrs un R. W. Fairbridge, Kluwer Academic Publishers, Dordrehta, Nīderlande.
• Tārps, Boriss (2006-11-03). "Bioloģiskās daudzveidības samazināšanās ietekme uz okeāna ekosistēmu pakalpojumiem." Zinātne 314 (5800): 787–790. DOI:10.1126/zinātne.1132294. PMID 17082450.
• Morozovs G.F. Mācība par mežu. 7. izdevums. M.: Goslesbumizdat, 1949. 455 lpp.
• Popa Yu.N Meža biogeocenožu antropogēnā transformācija Moldovas Kodrā. Autora kopsavilkums. dis. Ph.D. biol. Zinātnes:03.00.16 - Ekoloģija. Krasnojarska, 1981. 6.lpp.
• Popa Yu.N. Biogeocenožu atjaunošana antropogēniski pārveidotos ekotopos stepju zonā: monogrāfija. rediģēja biedrs-kor. Ukrainas NAS, bioloģijas doktors. zinātnes, prof. A. P. Travļeva; Nacionālā aviācijas universitāte. - Kijeva: Ukrainas bestsellers, 2011. - 437 lpp.

Vides faktori

Organismu pielāgošanās videi

Pamata dzīves vide

Vides faktori

Organisms un vide

Lekcija 6. Autekoloģijas pamati. Organisms un vide

Autekoloģija pēta attiecības starp vienas sugas pārstāvjiem un tās vidi. Pamatojoties uz sugu adaptācijas videi procesu izpēti (faktoriālā ekoloģija). Cilvēka ekoloģija pēta arī vides faktoru ietekmi (normalizāciju) un tās galējo ietekmi uz organismu.

Dzīvā pasaule mums apkārt sastāv no organismiem, kas pastāvīgi vairojas paši. Viena laputu vasarā var atstāt vairāk nekā 300 miljonus pēcnācēju. Spēja vairoties bezgalīgi ir raksturīga. Taču nav neierobežota skaita pieauguma, galvenais ierobežotājs ir resursu trūkums. Augiem - minerālsāļi, oglekļa dioksīds, ūdens, gaisma. Dzīvniekiem - barība, ūdens. šo resursu rezerves kavē vairošanos. Otrs ierobežotājs ir dažādu nelabvēlīgu apstākļu ietekme, kas palēnina augšanu un vairošanos. Augu augšana ir atkarīga no laika apstākļiem. Ūdens iemītnieku vairošanos kavē zemais skābekļa saturs ūdenī. Turklāt notiek jau ražotu embriju vai jaunu indivīdu eliminācija un nāve. Piemēram, ne visas ozolzīles dīgst. Augsta auglība izceļas ar sugām, kurās indivīdu nāve dabā ir ļoti augsta.

Ķermenis, piedzīvojot vajadzību pēc enerģijas un informācijas pieplūduma, ir pilnībā atkarīgs no apkārtējās vides

Likums - organisma attīstības rezultātus nosaka tā attiecība iekšējās iezīmes un tās vides īpašības, kurā tas atrodas.

Organismu evolucionāra pielāgošanās vides apstākļiem, kas izpaužas to ārējo un iekšējo īpašību izmaiņās - adaptācija. Le Chatelier princips: "Jebkuras sistēmas evolūcija virzās uz iespējamo apdraudējumu samazināšanu." Saskaņā ar šo principu organisma evolūcija veicina tā pielāgošanos mainīgajām ārējām ietekmēm.

Vides faktori– tie ir noteikti vides apstākļi un elementi, kam ir specifiska ietekme uz organismu.

Vides faktori: 1- abiotisks. 2 – biotisks. 3- antropogēns.

Abiotiskie faktori– neorganiskās vides faktoru kopums, kas ietekmē dzīvnieku un augu dzīvi un izplatību

Abiotiskie faktori

fizikāli ķīmiskā edafiskā (augsne)

Biotiskie faktori- dažu organismu dzīvības aktivitātes ietekmju kopums uz citu dzīvības aktivitāti, kā arī uz nedzīvo vidi

Biotiskie faktori

starpsugu starpsugu ietekme uz

mijiedarbības mijiedarbības abiotiskie faktori

(sadraudzība)

Kommensālisms

(viens ieguvums)

Amensālisms

(viena suga kavē citas augšanu)

Antropogēni faktori– cilvēka radītie un vidi ietekmējošie faktori (piesārņojums, augsnes erozija, mežu iznīcināšana utt.)

Vides faktoru darbības vispārīgais raksturs.

Dzīves procesā organismu mijiedarbība ar to dzīvotni un tās sastāvdaļām savā starpā balstās uz vielu un to savienojumu, visu veidu enerģiju un informācijas masu plūsmu sistēmas elementiem. Saskaņā ar Ju. N. Kuražkovska dzīvības saglabāšanas likumu: "Dzīvība var pastāvēt tikai matērijas, enerģijas un informācijas plūsmu kustības procesā caur dzīvu ķermeni."

Organisma mijiedarbība ar vidi ir pakļauta šādiem likumiem. Galvenais likums optimālais (tolerance). Lībiga likums Tas izpaužas faktā, ka jebkuram vides faktoram ir noteiktas pozitīvās ietekmes uz ķermeni robežas. Atkāpjoties no šīm robežām, ietekmes zīme mainās uz pretējo.Piemēram, dzīvnieki slikti panes karstumu un bargu sals; Sausums un spēcīgas lietavas ir nelabvēlīgas ražai. Neviena faktora optimālās līknes dažādām sugām nesakritīs. Kamieļi un jerboas nepanes ziemeļu tuksnešu apstākļus, bet ziemeļbrieži un lemingi necieš karstos dienvidus. Vairākas sugas var dzīvot šaurā optimālā diapazonā, bet citas var dzīvot plašā diapazonā. Impatiens augs iet bojā, ja gaisā nav mitruma, spalvu zāle nemirst pat sausumā. Izturības optimums un robežas nav nemainīgas visā organisma dzīves laikā. Optimālo var nobīdīt (temperatūras sacietēšana).

Atbilstoši organismam optimuma noteikumam pastāv vislabvēlīgākā (optimālā) faktora vērtību diapazons. Pārsniedzot optimālo, ir apspiešanas zonas, kas pārvēršas kritiskos punktos. Dažiem organismiem optimālajai zonai ir plašs diapazons. Viņus sauc - eurybionts(grieķu: plašs, dzīvība). Organismi ar šauru diapazonu - stenobionts(Šaurs).

Tiek saukts faktoru vērtību diapazons (starp kritiskajiem punktiem). ekoloģiskā valence. Sinonīms vārdam valence tolerance.( lata tolerance - pacietība), vai plastiskums (mainība), ja vide ir relatīvi nemainīga, maz mainīga, tad tajā ir vairāk stenobiontu (piemēram, ūdens vidē). Ja vide ir dinamiska, piemēram, ūdens-gaiss, eiribiontiem tajā ir lielāka iespēja izdzīvot. Siltasiņu dzīvniekiem optimālā zona un ekoloģiskā valence ir plašāka.

Temperatūras faktora ietekme. Ja tolerances diapazons ir plašā diapazonā (-5; +25), tad šādus organismus sauc par eiritermiskiem, ja šauri - stenotermiskiem. Var būt eihalīns (sāļums)

Rīsi. 1. Dzīves potenciāla atkarība no ietekmes faktora intensitātes

1. – optimālā (komforta) zona;

2. – pieļaujamās dzīvības aktivitātes zona;

3. – apspiešanas zona;

4. – nāves zona.

Tolerance – organisma spēja paciest viena vai otra vides faktora nelabvēlīgo ietekmi.

Optimāla zona ar komforta punktu (maksimālais punkts - dzīves potenciāls) - optimālas dzīves aktivitātes zona.

Pieļaujamās dzīves aktivitātes zonas – ietekmes faktora pieļaujamo vērtību vērtības ir normālas dzīves aktivitātes apgabals.

Apspiešanas zonas – zonas ar lielām faktora novirzēm no optimālā, kurās organisms piedzīvo dzīvībai svarīgo funkciju nomākšanu.

Nāves zona – ietekmes faktora pielaides robežas sakrīt ar faktora minimālā un maksimālā lieluma vērtībām, pār kurām organisma eksistence nav iespējama.

Jāņem vērā, ka daži faktori var pastiprināt vai mazināt citu ietekmi. Pārmērīgu karstumu var mazināt zems gaisa mitrums. . V. R. Viljamsa faktoru neatkarības likums: "Dzīves apstākļi ir līdzvērtīgi, nevienu no dzīves faktoriem nevar aizstāt ar citu"

2.likums – ierobežojošais faktors. Nozīmīgākais faktors ir tas, kas visvairāk atšķiras no optimālajām vērtībām. Faktors, kas ir deficīts vai pārmērīgs (tuvu kritiskajiem punktiem), negatīvi ietekmē ķermeni. Ierobežojošie faktori nosaka sugu izplatības – areāla robežas. No tiem ir atkarīga organismu un kopienu produktivitāte.

Ierobežojošo faktoru noteikums agronomijā. Ja augsnē trūkst minerālsāļu (50% fosfora, 20% kalcija), raža būs 5 reizes mazāka. Ja pievieno kalciju, iznākums ir 59%.

Cilvēka darbība bieži vien pārkāpj visus faktoru darbības likumus - biotopu iznīcināšanu, ūdens un minerālvielu barošanas traucējumus.

Optimālā un ierobežojošā faktora likumu var izteikt vienā likumā V. Šelforda pielaides likums:"Ierobežojošais faktors populācijas (organisma) labklājībai var būt minimālā vai maksimālā ietekme uz vidi, un diapazons starp tiem nosaka organisma izturības (tolerances robežu) lielumu pret noteiktu faktoru."

Vides faktori ir:

Vides faktori

Vides faktori- biotopa īpašības, kurām ir kāda ietekme uz ķermeni. Vienaldzīgi vides elementi, piemēram, inertās gāzes, nav vides faktori.

Vides faktoriem ir būtiskas atšķirības laikā un telpā. Piemēram, temperatūra ļoti atšķiras uz zemes virsmas, bet gandrīz nemainīga okeāna dibenā vai dziļi alās.

Tas pats vides faktors ir atšķirīga nozīme līdzdzīvojošo organismu dzīvē. Piemēram, augsnes sāls režīmam ir galvenā loma augu minerālajā uzturā, taču tas ir vienaldzīgs pret lielāko daļu sauszemes dzīvnieku. Apgaismojuma intensitāte un gaismas spektrālais sastāvs ir ārkārtīgi svarīgi fototrofisko organismu (lielākā daļa augu un fotosintētisko baktēriju) dzīvē, un heterotrofo organismu (sēnīšu, dzīvnieku, ievērojamas daļas mikroorganismu) dzīvē gaismai nav ievērojama ietekme uz dzīves aktivitāti.

Vides faktori var darboties kā kairinātāji, kas izraisa adaptīvas fizioloģisko funkciju izmaiņas; kā ierobežotāji, kas padara neiespējamu noteiktu organismu pastāvēšanu noteiktos apstākļos; kā modifikatori, kas nosaka morfoanatomiskās un fizioloģiskās izmaiņas organismos.

Organismus ietekmē nevis statiski, nemainīgi faktori, bet gan tie režīmi- izmaiņu secība noteiktā laikā.

Vides faktoru klasifikācijas

Pēc ietekmes rakstura

• Tiešā aktierspēle- tieši ietekmē ķermeni, galvenokārt vielmaiņu
• Netiešā darbība- ietekmēt netieši, mainot tieši iedarbīgus faktorus (reljefs, ekspozīcija, augstums utt.)

Pēc izcelsmes

• Abiotisks- nedzīvās dabas faktori:
  • klimatiskie: gada temperatūru summa, gada vidējā temperatūra, mitrums, gaisa spiediens
  • edafisks (edafogēns): augsnes mehāniskais sastāvs, augsnes elpojamība, augsnes skābums, augsnes ķīmiskais sastāvs
  • orogrāfisks: reljefs, augstums, stāvums un nogāzes aspekts
  • ķīmiska: gaisa gāzu sastāvs, ūdens sāls sastāvs, koncentrācija, skābums
  • fiziskais: troksnis, magnētiskie lauki, siltumvadītspēja un siltumietilpība, radioaktivitāte, saules starojuma intensitāte
• Biotika- kas saistīti ar dzīvo organismu darbību:
  • fitogēns- augu ietekme
  • mikogēns- sēņu ietekme
  • zoogēns- dzīvnieku ietekme
  • mikrobiogēns- mikroorganismu ietekme
• :
  • fiziskais: kodolenerģijas izmantošana, ceļošana vilcienos un lidmašīnās, trokšņa un vibrācijas ietekme
  • ķīmiska: minerālmēslu un pesticīdu izmantošana, Zemes čaulu piesārņošana ar rūpniecības un transporta atkritumiem
  • bioloģiskā: Ēdiens; organismi, kuriem cilvēki var būt dzīvotne vai pārtikas avots
  • sociālā- saistīti ar attiecībām starp cilvēkiem un dzīvi sabiedrībā

Tērējot

• Resursi- vides elementi, ko organisms patērē, samazinot to piegādi vidē (ūdens, CO 2, O 2, gaisma)
• Nosacījumi- vides elementi, ko organisms nepatērē (temperatūra, gaisa kustība, augsnes skābums)

Pēc virziena

• Vektorizēts- virziena mainīgie faktori: aizsērēšana, augsnes sasāļošanās
• Daudzgadīgs-ciklisks- ar mainīgiem daudzgadu faktora pastiprināšanās un vājināšanās periodiem, piemēram, klimata pārmaiņas saistībā ar 11 gadu saules ciklu
• Svārstības (impulss, svārstības)- svārstības abos virzienos no noteiktas vidējās vērtības (dienas gaisa temperatūras svārstības, mēneša vidējā nokrišņu daudzuma izmaiņas visa gada garumā)

Vides faktoru ietekme uz organismu

Vides faktori organismu ietekmē nevis atsevišķi, bet gan kombinācijā, attiecīgi jebkura organisma reakcija ir daudzfaktori noteikta. Tajā pašā laikā faktoru integrālā ietekme nav vienāda ar atsevišķu faktoru ietekmju summu, jo starp tiem notiek dažāda veida mijiedarbības, kuras var iedalīt četros galvenajos veidos:

• Monodominance- viens no faktoriem nomāc citu darbību, un tā apjoms organismam ir izšķirošs. Tādējādi pilnīgs minerālvielu barošanas elementu trūkums vai klātbūtne augsnē akūtā deficītā vai pārpalikumā novērš normālu citu elementu uzsūkšanos augiem.
• Sinerģija- vairāku faktoru savstarpēja pastiprināšanās pozitīvu atgriezenisko saiti. Piemēram, augsnes mitrums, nitrātu saturs un apgaismojums, vienlaikus uzlabojot jebkura no tiem nodrošinājumu, palielina pārējo divu iedarbību.
• Antagonisms- vairāku faktoru savstarpēja apspiešana negatīvas atgriezeniskās saites dēļ: siseņu populācijas pieaugums veicina pārtikas resursu samazināšanos un to populācijas samazināšanos.
• Provokativitāte- pozitīvo un negatīvo ietekmju kombinācija uz ķermeni, pēdējās ietekmi pastiprina pirmā ietekme. Tātad, jo agrāk notiek atkusnis, jo vairāk augi cieš no turpmākajām salnām.

Faktoru ietekme ir atkarīga arī no organisma rakstura un pašreizējā stāvokļa, tādēļ tiem ir atšķirīga ietekme gan uz dažādām sugām, gan uz vienu organismu dažādās ontoģenēzes stadijās: zems mitrums ir kaitīgs hidrofītiem, bet nekaitīgs kserofītiem; mērenās joslas pieaugušie skujkoki zemu temperatūru panes nekaitējot, taču tā ir bīstama jauniem augiem.

Faktori var daļēji aizstāt viens otru: samazinoties apgaismojumam, fotosintēzes intensitāte nemainīsies, ja palielināsies oglekļa dioksīda koncentrācija gaisā, kas parasti notiek siltumnīcās.

Faktoru ietekmes rezultāts ir atkarīgs no to darbības ilguma un atkārtošanās galējās vērtības visa organisma un tā pēcnācēju dzīves laikā: īslaicīgai iedarbībai var nebūt nekādas sekas, savukārt ilgstošai iedarbībai ar mehānismu dabiskā izlase izraisīt kvalitatīvas izmaiņas.

Ķermeņa reakcija uz vides faktoru izmaiņām

Daudzgadīga auga dzīves līkne. Viengadīgie augi nespēj pāriet snaudošā stāvoklī, un to dzīves zona sakrīt ar dzīvības aktivitātes zonu.
Piezīme: 1 - optimālais punkts, 2 - minimālais un maksimālais punkts, 3 - letālie punkti

Organismiem, īpaši tiem, kas vada pieķeršanos, piemēram, augiem vai mazkustīgu dzīvesveidu, ir raksturīgi plastmasas- spēja pastāvēt vairāk vai mazāk plašos vides faktoru diapazonos. Tomēr pie dažādām faktora vērtībām ķermenis uzvedas atšķirīgi.

Attiecīgi tiek noteikta tā vērtība, kurā ķermenis atradīsies visērtākajā stāvoklī - ātri aug, vairojas un demonstrēs konkurētspējas. Pieaugot vai samazinoties faktora vērtībai attiecībā pret vislabvēlīgāko, ķermenis sāk izjust depresiju, kas izpaužas tā dzīvībai svarīgo funkciju pavājināšanās un pie ekstremālām faktora vērtībām var izraisīt nāvi.

Grafiski formā ir attēlota līdzīga ķermeņa reakcija uz faktoru vērtību izmaiņām dzīves līkne(ekoloģiskā līkne), kuru analizējot mēs varam izcelt dažus punktus Un zonām:

• Kardinālie punkti:
  • punktus minimums Un maksimums - faktora galējās vērtības, pie kurām iespējama organisma dzīvībai svarīgā darbība
  • punkts optimāls - vislabvēlīgākā faktora vērtība
• Zonas:
  • zonā optimāls - ierobežo vislabvēlīgāko faktoru vērtību diapazonu
  • zonām pessimums (augšējā un apakšējā) - faktoru vērtību diapazoni, kuros ķermenis piedzīvo spēcīgu depresiju
  • zonā dzīvībai svarīga darbība - faktoru vērtību diapazons, kurā tas aktīvi izpaužas savas svarīgās funkcijas
  • zonām miers (augšējā un apakšējā) - ārkārtīgi nelabvēlīgas faktora vērtības, pie kurām organisms paliek dzīvs, bet nonāk miera stāvoklī
  • zonā dzīvi - faktoru vērtību diapazons, kurā organisms paliek dzīvs

Aiz dzīvības zonas robežām ir nāvējošas faktora vērtības, pie kurām organisms nespēj pastāvēt.

Izmaiņas, kas notiek organismā plastiskuma diapazonā, vienmēr ir fenotipiskas, savukārt genotips kodē tikai iespējamo izmaiņu mēru - reakcijas norma, kas nosaka organisma plastiskuma pakāpi.

Pamatojoties uz individuālo dzīves līkni, ir iespējams paredzēt arī sugas dzīves līkni. Taču, tā kā suga ir sarežģīta supraorganismu sistēma, kas sastāv no daudzām populācijām, kas izvietotas dažādos biotopos ar dažādiem vides apstākļiem, tad, novērtējot tās ekoloģiju, tiek izmantoti vispārināti dati nevis par atsevišķiem indivīdiem, bet gan par veselām populācijām. Uz faktora gradienta tiek nogulsnētas vispārinātas tā vērtību klases, kas pārstāv noteiktus biotopu veidus, un visbiežāk tiek ņemtas vērā vides reakcijas. pārpilnība vai sastopamības biežums laipns. Šajā gadījumā vairs nevajadzētu runāt par vitālās aktivitātes līkni, bet gan par pārpilnības jeb frekvenču sadalījuma līkni.

1. sadaļa. Ekoloģijas teorētiskie aspekti

Tēma 1.1. Autoekoloģija (faktoriālā ekoloģija)

Autoekoloģija ir ekoloģijas nozare, kas pēta organisma attiecības ar vidi. Šī sadaļa ir veltīta sugai raksturīgo īpašību izpētei dzīvnieku un augu organismu reakcijai uz vides faktoriem un sugas dzīvesveidu.

Šīs tēmas ietvaros šodien mēs izskatīsim šādus jautājumus:

Galvenās organismu pastāvēšanas vides

Vides faktoru ietekmes uz dzīviem organismiem modeļi

Vides faktori un to klasifikācija

Jēdziens “biotops” atšķiras no jēdziena “dzīves apstākļi” - dzīvībai svarīgu vides faktoru kopums, bez kura dzīvie organismi nevar pastāvēt (gaisma, siltums, mitrums, gaiss, augsne). Citi vides faktori, lai arī būtiski ietekmē organismus, tiem nav vitāli svarīgi (piemēram, vējš, dabiskais un mākslīgais jonizējošais starojums, atmosfēras elektrība u.c.).

2 . Jebkurš organisms var pastāvēt tikai noteiktā temperatūras diapazonā. Kad vides temperatūra ir pārāk zema vai pārāk augsta, organisms iet bojā. Tur, kur temperatūra ir tuvu galējībām, šīs sugas pārstāvji ir reti sastopami, taču, temperatūrai tuvojoties vidējai viņiem optimālajai vērtībai, to skaits palielinās. Šis modelis attiecas uz jebkuru citu faktors a, kas ietekmē noteiktu dzīvības procesu norisi (mitrums, vēja stiprums, strāvas ātrums utt.).

Ja grafikā uzzīmē līkni, kas raksturo konkrētā procesa (elpošanas, kustību, uztura u.c.) ātrumu atkarībā no kāda no vides faktoriem (protams ar nosacījumu, ka šis faktors ietekmē galvenos dzīvības procesus), tad šī līkne gandrīz vienmēr būs zvanveida (1. att.). Šādas līknes sauc par tolerances līknēm (no latīņu valodas tolerahtia — pacietība). To augšdaļas novietojums norāda uz apstākļiem, kas ir optimāli konkrētajam procesam. Dažām sugām ir raksturīgi izliekumi ar ļoti asām virsotnēm; tas nozīmē, ka optimālo apstākļu diapazons tiem ir ļoti šaurs. Gludas līknes atbilst plašam pielaides diapazonam, t.i., izturībai pret noteiktu faktoru.

Protams, organismiem ar plašām izturības robežām pret daudziem faktoriem, protams, ir iespēja izplatīties.

Plaši izplatītās sugās populācijas, kas dzīvo klimatiski atšķirīgās zonās, bieži vien izrādās vislabāk pielāgoti konkrētā apgabala apstākļiem. Tas ir saistīts ar to spēju veidot lokālas formas jeb ekotipus, kam raksturīgas dažādas temperatūras, gaismas vai citu faktoru izturības robežas.

Kā piemēru ņemiet vērā vienas medūzu sugas ekotipus. Kā zināms, medūzas pārvietojas pa ūdeni kā raķete – izmantojot ritmiskas kontrakcijas muskuļus, izspiežot ūdeni no centrālās dobuma. Optimālais pulsācijas ātrums ir 15-20 kontrakcijas minūtē. Vienas sugas medūzu īpatņi, kas dzīvo ziemeļu platuma grādos, pārvietojas ar tādu pašu ātrumu kā vienas sugas medūzas dienvidu platuma grādos, lai gan ūdens temperatūra ziemeļos var būt par 20 C zemāka. Tas nozīmē, ka abas medūzu formas spēja vislabāk pielāgoties vietējiem apstākļiem.

Minimuma likums.

Dažu intensitāte bioloģiskie procesi bieži izrādās jutīgs pret diviem vai vairākiem vides faktoriem. Šajā gadījumā noteicošais būs tas, kas no organisma vajadzību viedokļa ir pieejams minimālā daudzumā. Šo vienkāršo noteikumu pirmais formulēja minerālmēslu zinātnes pamatlicējs, vācu ķīmiķis un lauksaimniecības ķīmiķis Justs Lībigs (1803-1873), un to sauca minimuma likums . Ju.Lībigs atklāja, ka augu ražu var ierobežot ar vienu – jebkuru – no pamata uztura elementiem, ja vien šī elementa augsnē netrūkst.

Var mijiedarboties dažādi vides faktori, t.i., vienas vielas trūkums var izraisīt citu vielu deficītu. Piemēram, mitruma trūkums augsnē ierobežo visu citu to uzturā nepieciešamo vielu piegādi augiem. Tāpēc kopumā minimuma likums var būt formulēt šādi : dzīvo organismu veiksmīga izdzīvošana ir atkarīga no apstākļu kopuma; ierobežojošs vai ierobežojošs faktors ir jebkurš vides stāvoklis, kas tuvojas stabilitātes robežai vai pārsniedz to. šīs sugas organismiem.

Vides faktori. Vides elementus, kas izraisa adaptīvas reakcijas (adaptācijas) dzīvajos organismos un to sabiedrībās sauc vides faktori.

Pēc darbības izcelsmes un rakstura, vides faktori klasificēts: abiotisks (neorganiskas vai nedzīvas dabas elementi); biotisks (dzīvo būtņu ietekmes formas vienai uz otru); antropogēns ( visas cilvēka darbības formas, kas ietekmē dzīvās būtnes ģimene).

Abiotiskie faktori tiek sadalīti fiziskais , vai klimatiskie (gaisma, gaisa un ūdens temperatūra, gaisa un augsnes mitrums, vējš); edafisks, vai augsne-zeme (augsņu mehāniskais sastāvs, to ķīmiskais un fizikālās īpašības); topogrāfisks, vai orogrāfisks (reljefa iezīmes); ķīmiska

Antropogēns (antropogēns) faktori ir visas cilvēku sabiedrības darbības formas, kas maina dabu kā dzīvo organismu dzīvotni vai tieši ietekmē to dzīvi. Antropogēno faktoru nodalīšana atsevišķā grupā ir saistīta ar to, ka šobrīd Zemes veģetācijas un visu šobrīd esošo organismu sugu liktenis praktiski ir cilvēku sabiedrības rokās.

Vides faktori dažādos veidos ietekmē organismus. Viņi var darboties kā kairinātāji, izraisot adaptīvas izmaiņas fizioloģiskās funkcijās; Kā ierobežotāji, izraisot noteiktu organismu pastāvēšanas neiespējamību noteiktos apstākļos; Kā modifikatori,

/ ekoloģija 1 lekcija

1. lekcija

EKOLOĢIJAS PAMATI

Ekoloģijas priekšmets, uzdevumi un metodes

Organismu dzīvotne un dzīves apstākļi

Vides faktori

Vides faktoru iedarbības modeļi uz ķermeni

Vides faktoru mijiedarbība

Galveno abiotisko faktoru ietekme uz dzīviem organismiem

Biotiskā vide.

Trofiskā (pārtikas) ķēde

Biotisko attiecību formas.

Enerģijas cikli ekosistēmās

Ekoloģijas priekšmets, uzdevumi un metodes .Ekoloģija(grieķu val., oikos — mājoklis, dzīvesvieta, logos — zinātne) — bioloģijas zinātne par attiecībām starp dzīviem organismiem un to dzīvotnēm. Šis termins tika ierosināts 1866. gadā. Vācu zoologs Ernsts Hekels.

Apgabals(latīņu apgabals — apgabals, telpa) — zemes vai ūdens zonas virsmas daļa, kurā ir izplatīti noteiktas sugas (ģints, ģimenes vai noteikta veida kopienas) indivīdi un iziet pilnu savas attīstības ciklu.

Ekoloģiskie objekti pārsvarā ir sistēmas, kas atrodas virs organismu līmeņa, t.i., supraorganismu sistēmu organizācijas un darbības izpēte: populācijas, biocenozes(kopienas), biogeocenozes(ekosistēmas) un biosfēra vispār. Citiem vārdiem sakot, galvenais ekoloģijas studiju objekts ir ekosistēmas, i., vienoti dabas kompleksi, ko veido dzīvi organismi un to dzīvotne.

Populācija- (lat. populus - cilvēki, iedzīvotāji). par populāciju sauc vienas sugas īpatņu grupu, kas ilgstoši apdzīvo noteiktu areāla daļu, brīvi krustojas un relatīvi izolēta no citām vienas sugas grupām.

Skatīt- organismu grupa, kam ir kopīgas iezīmesķermeņa uzbūvē, fizioloģijā un attiecībās ar vidi metodēm, kas spēj krustoties savā starpā, veidojot auglīgus pēcnācējus, bet nespēj to izdarīt ar citu sugu organismiem.

Biocenoze- organismu kopums, kas apdzīvo ekosistēmu un ir savstarpēji saistīts ar vielmaiņu, enerģiju un informāciju.

Biogeocenoze - ekosistēma

Biosfēra, saskaņā ar V. I. Vernadska definīciju, tā ir mūsu dzīves vide, tā ir “daba”, kas mūs ieskauj.

Pilsētas biosfēras sastāvdaļa ne tikai cilvēkiem, bet arī visa veida zaļās zonas un pilsētu dzīvnieku populācijas. (baloži, zvirbuļi, vārnas, žagari, ūdensputni, ziemojot atkausētās ūdenstilpņu vietās, žurkām un pelēm, “pieradinātiem” kukaiņiem, piemēram, mušas, odi, blusām un tarakāniem, blaktis un, visbeidzot, mikrobu un vīrusu populāciju daudzstāvu ēkās un pilsētas dzīvokļos).

mājas ekoloģijas teorētiskais un praktiskais uzdevums- atklāt vispārējie dzīves organizācijas modeļi un uz šī pamata izstrādāt principus racionāla izmantošana dabas resursi apstākļos, kad pieaug cilvēka ietekme uz biosfēru.

Mūsu laika vissvarīgākā problēma mijiedarbība starp cilvēku sabiedrību un dabu, jo situācija, kas veidojas cilvēka un dabas attiecībās, bieži kļūst kritiska. Izejvielas beidzas saldūdens un minerāli (nafta, gāze, krāsainie metāli u.c.), pasliktinās augsnes, ūdens un gaisa baseinu stāvoklis, notiek plašu teritoriju pārtuksnešošanās, sarežģītāka kļūst cīņa ar lauksaimniecības kultūru slimībām un kaitēkļiem.

Antropogēnas izmaiņas ietekmēja gandrīz visas planētas ekosistēmas, atmosfēras gāzu sastāvu un Zemes enerģijas bilanci. Tas nozīmē, ka cilvēka darbība ir nonākusi pretrunā ar dabu, kā rezultātā daudzās pasaules vietās pārkāpts viņu dinamiskais līdzsvars.

Risinājumiemšie globālās problēmas un galvenokārt ekoloģija apvieno biosfēras resursu intensifikācijas un racionālas izmantošanas, saglabāšanas un atražošanas problēmas. zinātniskajos pētījumos visu bioloģijas speciālistu pūles. Vides problēmu lokā ietilpst arī jautājumi vides izglītība un izpratne, morāli, ētiski, filozofiski un pat juridiski jautājumi. Līdz ar to ekoloģija kļūst zinātne ne tikai bioloģiskā, bet arī sociālā.

Ekoloģiskās metodes ir sadalīti:

lauks(organismu un to sabiedrību dzīves izpēte dabiskos apstākļos, t.i., ilgstoša novērošana dabā, izmantojot dažādas iekārtas) un

eksperimentāls(eksperimenti stacionārās laboratorijās, kur iespējams ne tikai variēt, bet arī stingri kontrolēt jebkādu faktoru ietekmi uz dzīviem organismiem pēc dotās programmas).

Tajā pašā laikā ekologi darbojas ne tikai bioloģiski, bet arī mūsdienu fizikālās un ķīmiskās metodes, izmantojiet bioloģisko parādību modelēšana, t.i., dažādu dzīvajā dabā notiekošo procesu vairošanos mākslīgās ekosistēmās. Izmantojot simulāciju, jūs varat izpētīt jebkuras sistēmas uzvedību, lai novērtētu iespējamās sekas dažādu resursu pārvaldības stratēģiju un metožu pielietošana, t.i., vides prognozēšanai.

To plaši izmanto arī dabas procesu pētīšanai un prognozēšanai. matemātiskās modelēšanas metode. Šādi ekosistēmu modeļi ir veidoti, pamatojoties uz daudzu lauka un laboratorijas apstākļos uzkrāto informāciju.

Tajā pašā laikā pareizi uzbūvēts matemātiskie modeļi palīdzēt redzēt ko ko ir grūti vai neiespējami pārbaudīt eksperimentāli. Lauka un eksperimentālo pētījumu metožu apvienojums ļauj ekologam noskaidrot visus dzīvo organismu saistību ar daudzajiem vides faktoriem aspektus, kas ne tikai atjaunos dabas dinamisko līdzsvaru, bet arī pārvaldīs ekosistēmas.

Organismu dzīvotne un dzīves apstākļi . Dabas daļa (īpašu abiotisko un biotisko apstākļu kopums), kas tieši ieskauj dzīvos organismus un kas tieši vai netieši ietekmē to stāvokli, augšanu, attīstību, vairošanos, izdzīvošanu sauc par biotopu.

No koncepcijas " dzīvotne"Ir nepieciešams atšķirt jēdzienu" eksistences apstākļi"- Šis dzīvībai svarīgu vides faktoru kopums, bez kura dzīvie organismi nevar pastāvēt(gaisma, siltums, mitrums, gaiss, augsne). Turpretim citi vides faktori, lai arī būtiski ietekmē organismus, tiem nav vitāli svarīgi (piemēram, vējš, dabiskais un mākslīgais jonizējošais starojums, atmosfēras elektrība u.c.).

Vides faktori -Šo vides elementi, kas izraisa adaptīvas reakcijas (adaptācijas) dzīvajos organismos un to sabiedrībās.

Pamatojoties uz to izcelsmi un darbības raksturu, vides faktori tiek iedalīti abiotisks(neorganiskas vai nedzīvas dabas elementi), biotisks(dzīvu būtņu ietekmes formas vienam uz otru) un antropogēns(visi cilvēka darbības veidi, kas ietekmē dzīvo dabu).

Abiotiskie faktori dalīts ar fiziskais, vai klimatiskie(gaisma, gaisa temperatūra un ūdens, gaisa un augsnes mitrums, vējš), edafisks, vai augsne-zeme(augsņu mehāniskais sastāvs, to ķīmiskās un fizikālās īpašības), topogrāfisks, vai orogrāfisks(reljefa iezīmes), ķīmiska(ūdens sāļums, ūdens un gaisa gāzu sastāvs, augsnes un ūdens pH utt.).

Antropogēnie (antropiskie) faktori-Šo visas cilvēku sabiedrības darbības formas, kas maina dabu kā dzīvo organismu dzīvotni vai tieši ietekmē to dzīvi. Antropogēno faktoru nodalīšana atsevišķā grupā ir saistīta ar to, ka šobrīd Zemes veģetācijas un visu šobrīd esošo organismu sugu liktenis praktiski ir cilvēku sabiedrības rokās.

Viens un tas pats faktors videi ir atšķirīga nozīme līdzdzīvojošo organismu dzīvē. Piemēram, augsnes sāls režīmam ir galvenā loma augu minerālajā uzturā, taču tas ir vienaldzīgs pret lielāko daļu sauszemes dzīvnieku. Gaismas intensitāte un gaismas spektrālais sastāvs ir tikai svarīga fototrofisko augu dzīvē, un heterotrofo organismu (sēnīšu un ūdensdzīvnieku) dzīvē gaismai nav manāmas ietekmes uz to dzīves aktivitāti.

Darbojas vides faktori uz organismiem savādāk. Tie var darboties kā kairinātāji, kas izraisa adaptīvās izmaiņas fizioloģiskās funkcijas; Kā ierobežotāji, izraisot noteiktu organismu pastāvēšanas neiespējamību noteiktos apstākļos; Kā modifikatori, morfoloģisko un anatomisko izmaiņu noteikšana organismos.

Vides faktoru iedarbības modeļi uz ķermeni . Organismu reakcija uz abiotisko faktoru ietekmi. Vides faktoru ietekme uz dzīvo organismu ir ļoti dažāda. Dažiem faktoriem ir spēcīgāka ietekme, citiem ir vājāka ietekme; daži ietekmē visus dzīves aspektus, citi ietekmē konkrētu dzīves procesu. Tomēr pēc to ietekmes uz ķermeni un dzīvo būtņu reakcijām var identificēt vairākus vispārīgus modeļus, kas iekļaujas noteiktā vispārējā vides faktora darbības shēmā uz organisma dzīvībai svarīgo darbību. Vides faktora darbības diapazonu ierobežo attiecīgās galējās robežvērtības(minimālais un maksimālais punkti), kuros organisma eksistence vēl ir iespējama. Šos punktus sauc izturības apakšējā un augšējā robeža (tolerance) dzīvās būtnes saistībā ar konkrētu vides faktoru.

Labākie organisma dzīvības funkciju rādītāji-Šo punkts optimāls . Lielākajai daļai organismu bieži vien ir grūti pietiekami precīzi noteikt faktora optimālo vērtību, tāpēc ir ierasts runāt par optimālā zona.

Ekstrēmi organismu apspiešanas stāvokļi ar asu trūkumu vai lieko faktoru, zvanīja reģionos pessimums vai stress . Netālu no kritiskajiem punktiem meli subletāls faktora lielums, A ārpus izdzīvošanas zonas - nāvējošs.

Šis organismu reakcijas modelis uz vides faktoru ietekmi ļauj to uzskatīt par bioloģisko pamatprincipu: katrai augu un dzīvnieku sugai ir optimums, normālas dzīves aktivitātes zona, pesimālās zonas un izturības robežas attiecībā pret katru vides faktoru(1. att.)

7 6 2 1 3 5 8

1- optimālais punkts; 2-3 - optimālā zona ; 3-5 - 2-6 - izturības robežas (tolerance); 5.8 - 6,7 - ekstrēmi organismu apspiešanas stāvokļi - pesimisma vai stresa jomas.

Dažādi dzīvo organismu veidi ievērojami atšķiras viens no otra gan pēc optimālā stāvokļa, gan pēc izturības robežām. Piemēram, arktiskās lapsas tundrā var paciest gaisa temperatūras svārstības aptuveni 80°C robežās (no +30 līdz -55°C), daži siltā ūdens vēžveidīgie var izturēt ūdens temperatūras izmaiņas ne vairāk. virs 6°C (no 23 līdz 29°C) Javas salā 64°C temperatūrā mītošā zilabaktērija 68°C temperatūrā iet bojā 5-10 minūšu laikā.

Organismi, kuras pastāvēšanai tas ir nepieciešams stingri noteikti, relatīvi nemainīgi vides apstākļi, zvanīja stenobiont(grieķu valodā Stenos — šaurs, bion — dzīvo), un tie, kas dzīvo iekšā plašs vides mainīguma diapazons, - eiribionts (grieķu eurys — plats). Šajā gadījumā vienas sugas organismiem var būt šaura amplitūda attiecībā pret vienu faktoru un plaša amplitūda attiecībā pret otru (piemēram, spēja pielāgoties šauram temperatūras diapazonam un plašam ūdens sāļuma diapazonam). Turklāt viena faktora deva var būt optimāla vienai sugai, pessimāla citai, bet trešajai – ārpus izturības robežām.

Organismu spēja pielāgoties noteiktam faktoru mainīguma diapazonam vidi sauca ekoloģiskā plastiskums. Šī īpašība ir viena no svarīgākajām visu dzīvo būtņu īpašībām: regulējot savu dzīves aktivitāti atbilstoši vides apstākļu izmaiņām, organismi iegūst spēju izdzīvot un atstāt pēcnācējus. Eurybiont organismi ir videi draudzīgi viselastīgākais, kas tos nodrošina plaša izmantošana, A stenobiont, gluži pretēji, tie atšķiras vāja ekoloģiskā plastika un, kā rezultātā, parasti ir ierobežotas izplatīšanas zonas.

Vides faktoru mijiedarbība . Vides faktori dzīvo organismu ietekmē kopā un vienlaicīgi. Kurā ir atkarīga viena faktora darbība jo ar kādu spēku un kādā kombinācijā vienlaikus darbojas citi faktori.Šis modelis ir saņemts nosaukt faktoru mijiedarbību. Piemēram, karstumu vai salu ir vieglāk izturēt sausā, nevis mitrā gaisā. Ūdens iztvaikošanas ātrums no augu lapām (transpirācija) ir daudz lielāks, ja gaisa temperatūra ir augsta un laiks ir vējains.

tomēr ja vērtība ir vismaz viena no vitāli svarīgām vides faktori tuvojas līdz kritiskai vērtībai vai pārsniedz to(zem minimālā vai virs maksimālā), tad neskatoties uz optimālu citu apstākļu kombināciju, personām ir nāves risks. Tādus faktorus sauc ierobežojoši(ierobežojošs).

Ierobežojošie faktori vidi noteikt sugas ģeogrāfisko areālu. Tādējādi sugas pārvietošanos uz ziemeļiem var ierobežot siltuma trūkums, bet uz tuksnešu un sausu stepju apgabaliem - mitruma trūkums vai pārāk augsta temperatūra. Biotiskās attiecības var kalpot arī kā organismu izplatību ierobežojošs faktors, piemēram, teritorijas ieņemšana ar spēcīgāku konkurentu vai ziedaugu apputeksnētāju trūkums. Ierobežojošo faktoru apzināšana un to ietekmes novēršana, t.i., dzīvo organismu dzīvotnes optimizēšana, ir svarīgs praktisks mērķis lauksaimniecības kultūraugu produktivitātes un mājdzīvnieku produktivitātes paaugstināšanā.

Galveno abiotisko faktoru ietekme uz dzīviem organismiem . Gaismas kā vides faktora raksturojums. Dzīvā daba nevar pastāvēt bez gaismas, jo Saules starojums, kas sasniedz Zemes virsmu, ir praktiski vienīgais enerģijas avots planētas termiskā līdzsvara uzturēšanai, radot organisko vielu biosfēras fototrofiskie organismi, kas galu galā nodrošina tādas vides veidošanos, kas spēj apmierināt visu dzīvo būtņu dzīvībai svarīgās vajadzības.

Saules gaismas bioloģiskā ietekme ir atkarīgs no tā spektrālā sastāva, ilguma, intensitātes, dienas un sezonas frekvences.

Saules radiācija ir elektromagnētiskais starojums plašā viļņu diapazonā, kas veido nepārtrauktu spektru no 290 līdz 3000 nm.

Ultravioletie stari(UVL), kas ir īsāki par 290 nm, ir kaitīgi dzīviem organismiem, absorbē ozona slāni un nesasniedz Zemi.

Zemes tiek sasniegtas galvenokārt infrasarkanais(apmēram 50% no kopējā starojuma) un redzams (45%) spektra stari. UV stari ar viļņa garumu 290-380 nm veido 5% no starojuma enerģijas. Garo viļņu UV stariem, kuriem ir augsta fotonu enerģija, ir raksturīga augsta ķīmiskā aktivitāte. Nelielās devās tiem ir spēcīga baktericīda iedarbība, tie veicina noteiktu vitamīnu un pigmentu sintēzi augos un D vitamīna sintēzi dzīvniekiem un cilvēkiem; Turklāt tie izraisa iedegumu cilvēkiem, kas ir ādas aizsargreakcija. Infrasarkanajiem stariem, kuru viļņu garums pārsniedz 710 nm, ir termiskais efekts.

No vides viedokļa vislielākā nozīme ir redzamajam spektra apgabalam.(390-710 nm) vai fotosintētiski aktīvais starojums (PAR), ko absorbē hloroplastu pigmenti un tādējādi ir izšķiroša nozīme augu dzīvē. Zaļajiem augiem nepieciešama redzamā gaisma hlorofila veidošanai, hloroplastu struktūras veidošanai; tas regulē stomatāla aparāta darbību, ietekmē gāzu apmaiņu un transpirāciju, stimulē proteīnu un nukleīnskābju biosintēzi, kā arī palielina vairāku gaismas jutīgu enzīmu aktivitāti. Gaisma ietekmē arī šūnu dalīšanos un pagarināšanos, augšanas procesus un augu attīstību, nosaka ziedēšanas un augļu rašanās laiku, un tai ir veidojoša iedarbība.

Gaismas apstākļi uz mūsu planētas ir ārkārtīgi plaši: no tādām ļoti apgaismotām vietām kā augstienes, tuksneši, stepes un beidzot ar krēslas apgaismojumu ūdens dziļumos un alās.

Tiek saukta organismu reakcija uz apgaismojuma ikdienas ritmu, kas izpaužas uzticības un attīstības procesu izmaiņās. fotoperiodisms. Šīs parādības regularitāte un pastāvīgā atkārtojamība gadu no gada ļāva organismiem evolūcijas gaitā saskaņot savus svarīgākos dzīvības procesus ar šo laika intervālu ritmu. Zem fotoperiodiskā kontrole Atrodas gandrīz visi vielmaiņas procesi, kas saistīti ar augu un dzīvnieku augšanu, attīstību, dzīvības aktivitāti un vairošanos.

Fotoperiodiskā reakcija ir raksturīga gan augiem, gan un dzīvnieki.

Sezonālie ritmi dzīvniekiem visspilgtāk izpaužas putnu apspalvojuma un zīdītāju kažokādas maiņā, vairošanās un migrācijas biežumā, dažu dzīvnieku pārziemošanā u.c.

Bioloģiskie ritmi ir raksturīgi arī cilvēkiem. Diennakts ritmi izpaužas miega un nomoda mijās, ķermeņa temperatūras svārstībās 0,7–0,8 ° C robežās (rīta rītausmā tā pazeminās, līdz pusdienlaikam paaugstinās, vakarā sasniedz maksimumu un pēc tam atkal samazinās, īpaši ātri pēc plkst. cilvēks aizmieg), sirds un nieru darbības cikli utt.

Dzīvie organismi spēj orientēties laikā, t.i., tiem ir bioloģiskais pulkstenis. Citiem vārdiem sakot, daudziem organismiem ir raksturīga spēja sajust ikdienas, plūdmaiņu, mēness un gada ciklus, kas ļauj tiem iepriekš sagatavoties gaidāmajām vides izmaiņām.

Dzīves temperatūras robežas. Siltuma nepieciešamība organismu pastāvēšanai galvenokārt ir saistīta ar to, ka visi dzīvības procesi ir iespējami tikai uz noteikta termiskā fona, ko nosaka siltuma daudzums un darbības ilgums. Organismu temperatūra un līdz ar to visu ķīmisko reakciju, kas veido vielmaiņu, ātrums un raksturs ir atkarīgs no apkārtējās vides temperatūras.

Dzīvības pastāvēšanas robežas ir temperatūras apstākļi, kuros nenotiek olbaltumvielu denaturācija, neatgriezeniskas izmaiņas citoplazmas koloidālajās īpašībās, enzīmu aktivitātes traucējumi un elpošana. Lielākajai daļai organismu šis temperatūras diapazons ir no 0 līdz +500. Tomēr vairākiem organismiem ir specializētas enzīmu sistēmas, un tie ir pielāgoti aktīvai eksistencei temperatūrā, kas pārsniedz šīs robežas.

Sugas, kuru optimālie dzīves apstākļi ir tikai augstas temperatūras reģionā, tiek klasificētas kā termofilu ekoloģiskā grupa(baktērijas, kas apdzīvo Kamčatkas termālos avotus ar ūdens temperatūru 85-93 ° C, vairāku veidu zaļās aļģes, garozas ķērpji, tuksneša augu sēklas, kas atrodas augšējā karstā augsnes slānī. Dzīvnieku pasaules pārstāvju temperatūras robeža parasti nepārsniedz +55-58 ° C (vēžveidīgās amēbas, nematodes, ērces, daži vēžveidīgie, daudzu divslāņu kāpuri).

Augi un dzīvnieki, kas paliek aktīvi temperatūrā no 0 līdz -8°C. atsaukties uz kriofilu ekoloģiskā grupa(grieķu valodā Kryos — auksts, ledus). Kriofilija ir raksturīga daudzām baktērijām, sēnēm, ķērpjiem, posmkājiem un citām radībām, kas dzīvo tundrā, Arktikas un Antarktikas tuksnešos, augstos kalnos, aukstos polāros ūdeņos utt.

Lielākajai daļai dzīvo organismu sugu pārstāvjiem nav iespēju aktīvi termoregulēt savu ķermeni. Viņu darbība ir atkarīga, pirmkārt, no siltuma, kas nāk no ārpuses, un viņu ķermeņa temperatūra ir atkarīga no apkārtējās vides temperatūras. Tādus organismus sauc poikilotermisks (ektotermisks). Poikilotermija ir raksturīga visiem mikroorganismiem, augiem, bezmugurkaulniekiem un lielākajai daļai hordātu.

Tikai plkst putni un zīdītāji siltums, kas rodas intensīvas vielmaiņas laikā, kalpo kā diezgan uzticams avots ķermeņa temperatūras paaugstināšanai un uzturēšanai nemainīgā līmenī neatkarīgi no apkārtējās vides temperatūras. To veicina labā apmatojuma radītā siltumizolācija, blīvs apspalvojums un biezs zemādas taukaudu slānis. Tādus organismus sauc homoiotermisks (endotermisks vai siltasiņu). Endotermiskā īpašībaļauj vadīt daudzu sugu dzīvniekus (polārlāčus, roņkājus, pingvīnus utt.). aktīvs dzīvesveids zemā temperatūrā.

Īpašs gadījums homeotermija - heterotermija- raksturīga dzīvniekiem, kuri guļ ziemas miegā vai uz laiku kļūst vētraina nelabvēlīgos gada periodos (goferi, eži, sikspārņi, Sony utt.). Aktīvs viņi atbalsta paaugstināta temperatūraķermeni, un gadījumā zema ķermeņa aktivitāte - samazināts, ko pavada vielmaiņas procesu palēnināšanās un līdz ar to zema siltuma pārnese.

Vēršu ekoloģiskā loma.Ūdens ir nepieciešams nosacījums visu dzīvo organismu pastāvēšanai uz Zemes. Ūdens nozīmi dzīvības procesos nosaka tas, ka tā ir galvenā vide šūnā, kurā notiek vielmaiņas procesi un kalpo kā svarīgākais bioķīmisko reakciju sākuma, starpposma vai gala produkts.

Pētot ūdens ekoloģisko lomu ņemts vērā Ne tikai daudzums nokrišņi, Bet Un to lieluma un iztvaikošanas attiecība. Tiek saukti apgabali, kuros iztvaikošana pārsniedz gada nokrišņu daudzumu sauss(sauss, sauss). IN mitrās (slapjās) vietās augi tiek nodrošināti ar pietiekamu daudzumu ūdens.

Augstāki sauszemes augi, kas vada pieķertu dzīvesveidu, lielākā mērā nekā dzīvnieki ir atkarīgi no substrāta un gaisa pieplūdes ar mitrumu. Ir trīs galvenās augu grupas:

Higrofīti- pārmērīgi mitru biotopu augi ar augstu gaisa un augsnes mitrumu. Tipiskākie higrofīti ir tropu lietus mežu lakstaugi un epifīti un mitro mežu apakšējie slāņi dažādās klimatiskajās zonās. kas ir kultivētie augi.

Kserofīti- sausu biotopu augi, kas var paciest ilgstošu sausumu, vienlaikus saglabājot fizioloģiski aktīvus. Tie ir tuksnešu, sauso stepju, savannu, sauso subtropu, smilšu kāpu un sausu, ļoti apsildāmu nogāžu augi.

Kserofītu grupā ietilpst sukulenti- augi ar sulīgām, gaļīgām lapām vai stublājiem, kas satur augsti attīstītus ūdens nesējslāņa audus. Ir lapu sukulenti (agaves, alveja, mazuļi, sedum) un stublāji, kuros lapas ir samazinātas, un virszemes daļas attēlo gaļīgi stublāji (kaktusi, dažas pienazāles, sliedes u.c.).

Sukulenti galvenokārt sastopami Centrālamerikas, Dienvidāfrikas un Vidusjūras sausajos apgabalos.

Mezofīti ieņem starpstāvokli starp higrofītiem un kserofītiem. Tie ir izplatīti vidēji mitrās vietās ar vidēji siltiem apstākļiem un diezgan labu minerālvielu piegādi. Pie mezofītiem pieder pļavu, zālaugu mežu augi, lapu koki un krūmi no mēreni mitra klimata apgabaliem, kā arī lielākā daļa kultivēto augu un nezāļu. Mezofītiem ir raksturīga augsta ekoloģiskā plastiskums, kas ļauj tiem pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem.

Dzīvnieku pielāgošana ūdens režīmam. Ūdens bilances regulēšanas metodes dzīvniekiem ir daudzveidīgākas nekā augiem. Tos var iedalīt uzvedības, morfoloģiskajos un fizioloģiskos.

Starp uzvedības pielāgojumiem ietver ūdenstilpju meklēšanu, biotopu izvēli, bedru rakšanu utt. Bedrēs gaisa mitrums tuvojas 100%, kas samazina iztvaikošanu caur apvalku un ietaupa mitrumu organismā.

Ceļā uz uzturēšanas morfoloģiskām metodēm normāls ūdens bilance iekļaut veidojumus, kas veicina ūdens aizturi organismā; tie ir sauszemes molusku čaumalas, ādas dziedzeru trūkums un rāpuļu ādas keratinizācija, kukaiņu hitinizētā kutikula utt.

Fizioloģiskie pielāgojumi ūdens metabolisma regulēšanai var iedalīt trīs grupās:

1) vairāku sugu spēju veidot vielmaiņas ūdeni un apmierināties ar mitrumu, ko piegādā ar pārtiku (daudz kukaiņu, mazo tuksneša grauzēju);

Cilvēks vidē, no vienas puses, ir vides faktoru mijiedarbības objekts, no otras puses, viņam pašam ir ietekme uz vidi. No šī viedokļa cilvēkam un cilvēcei kopumā ir raksturīgas svarīgas īpašības. Svarīga cilvēka kā vides faktora iezīme ir apzināšanās, mērķtiecība un masveida ietekme uz dabu.[...]

Jebkurš bioloģiskās sugas ir ierobežoti energoresursi, kas ierobežo tā ietekmi uz vidi. Piemēram, zaļie augi izmanto Saules enerģiju, patērētāji izmanto daļu no iepriekšējā trofiskā līmeņa organismu veidoto organisko vielu enerģijas. Cilvēce darba procesā un intelektuālā darbība paplašina pieejamo enerģijas avotu klāstu līdz kodolreakciju un kodoltermisko reakciju izmantošanai. Tas ļāva cilvēkiem pārvarēt dabiskās robežas viņu skaita pieaugumam.[...]

Iedzīvotāju skaita pieaugums, energoapgāde un cilvēku tehniskais nodrošinājums rada priekšnoteikumus jebkuru ekoloģisko nišu apdzīvošanai. Cilvēce ir vienīgā suga uz Zemes, kas ir izplatīta visā pasaulē. Tas cilvēku pārvērš par vides faktoru ar globālas ietekmes izplatību.[...]

Pateicoties tā ietekmei uz visām galvenajām biosfēras sastāvdaļām, cilvēces ietekme sasniedz planētas visattālākās ekoloģiskās zonas; piemērs ir DDT atklāšana Antarktīdā notverto pingvīnu un roņu aknās, kur nekad nav bijuši insekticīdi. lietots. [...]

Cilvēks darba rezultātā ap sevi rada mākslīgu biotopu. Dabiskās ekosistēmas tiek aizstātas ar antropogēnām ekosistēmām, kurās absolūti dominējošais faktors ir cilvēks.[...]

Cilvēka darbības rezultātā notiek izmaiņas fiziskajā vidē – gaisa gāzu sastāvs, ūdens un pārtikas kvalitāte, klimats, saules enerģijas plūsma un citi faktori, kas ietekmē cilvēku veselību un veiktspēju. Atkāpjoties ekstremālos apstākļos, tiek tērēts daudz pūļu un naudas, lai mākslīgi radītu un uzturētu optimālus vides apstākļus.[...]

Mijiedarbības mērogs mūsdienu sabiedrība dabu nosaka nevis cilvēka bioloģiskās vajadzības, bet gan nepārtraukti pieaugošais tehniskās un sociālās attīstības līmenis. Cilvēka tehniskā jauda ir sasniegusi mērogu, kas atbilst biosfēras procesiem. Piemēram, būvniecības un kalnrūpniecības iekārtas ik gadu pārvieto uz Zemes virsmu vairāk materiālu, nekā ūdens erozijas rezultātā tiek nogādāts jūrā pa visām pasaules upēm. Cilvēka darbība uz planētas maina klimatu un ietekmē atmosfēras un Pasaules okeāna sastāvu.[...]

UN. Vernadskis divdesmitā gadsimta pirmajā pusē paredzēja biosfēras attīstību un tās pāreju uz noosfēru - saprāta sfēru. Nosakot pašreizējo biosfēras un cilvēku sabiedrības attīstības posmu, varam teikt, ka arvien lielāku lomu ieņem tehnoloģiskie un antropogēnie procesi.[...]

Dzīvās dabas sarežģītā hierarhiskā organizācija satur milzīgas pašregulācijas rezerves. Lai atbrīvotu šīs rezerves, nepieciešama kompetenta iejaukšanās biosfērā notiekošajos procesos. Šādas iejaukšanās stratēģiju var noteikt ekoloģija, pamatojoties uz dabas un sociālo zinātņu sasniegumiem.

Nepiepildot vēderu ar pārtiku,

Divdesmitais gadsimts sevi košļā

Un viņš cirta, cirta dzīvības koku,

Kā nežēlīgs malkas cirtējs...

Lielisks prāts! Aizliegt to

Nogriež vismaz pēdējo zaru.

Daudzus cilvēku darbības veidus var uzskatīt par īpašiem vides faktoriem, kurus sauc par antropogēniem; antropogēno faktoru darbības mērogs kļūst salīdzināms ar ģeoloģisko spēku darbību; Biosfēra reaģē uz antropogēno faktoru ietekmi, samazinot sugu skaitu, noplicinot populāciju genofondu, mainot dabiskās atlases virzienu un sugu izmiršanu.

Planēta kopumā, biosfēra un sabiedrība ir ekoloģiski nedalāmas, tāpēc vides problēmas darbojas kā universālas cilvēka problēmas. Taču katrā reģionā tās izpaužas un tiek atrisinātas savā veidā, atkarībā no ekosistēmu veida, specifiskiem fiziski ģeogrāfiskiem un sociāli ekonomiskiem apstākļiem.Savukārt lokālās vides situācijas, lai arī svarīgas, var tikai veiksmīgi atrisināt ņemot vērā globālo pieeju.

1. Kainozoja laikmeta beigās vairākos planētas apgabalos notika nozīmīgas klimata pārmaiņas – sākās atdzišana un izžūšana. Tas noveda pie tā, ka meži tika aizstāti ar atklātām vietām. Dzīvie organismi, kas agrāk dzīvoja meža biezokņos un vides faktoru ietekmē pārgāja uz dzīvi atklātās vietās, ieguva jaunas īpašības un raksturlielumus: attīstījās būvniecības darbība (peles, smilšu smiltis); nomadu dzīvesveids, radās migrācijas, pieauga ganāmpulka lielums (meža dzīvnieku barā aļņi ir tikai 20-30 galvas, un klaju vietu iemītnieki brieži pulcējas tūkstošu baros). Nakts dzīvesveidu nomainīja dienas dzīvesveids, hierarhiskie sakari ganāmpulkā kļuva sarežģītāki, un apsardzes funkcijas sāka pildīt pārmaiņus katrs dalībnieks. Tiek uzskatīts, ka cilvēku senči - meža dzīvnieki jaunajos apstākļos nokļuvuši sarežģītos apstākļos. Galvenie no tiem bija: daudzu tropu meža augu izzušana, kas kalpoja par pārtiku, plēsoņu neiespējamība, jo trūkst ilkņu un spīļu kā uzbrukuma un aizsardzības līdzekļu; lēns kustības ātrums salīdzinājumā ar lielāko daļu tāda paša izmēra četrkājaino dzīvnieku; zema dzimstība, mazuļu attīstības ilgums.

Tas noveda pie cilvēka priekšteču attīstības, jo viņi apguva zemes dzīvesveidu, cilvēces pazīmes - stāvus staigāšanu, sarežģītāku instrumentu izmantošanu, uzlabotas rokas uzbūvi un sarežģītāku nervu darbību. No ģeoloģiskā viedokļa tas notika pavisam nesen.

Panākumus cīņā par eksistenci varēja nodrošināt tikai ievērojams garīgo spēju pārākums salīdzinājumā ar visiem dzīvniekiem, kas uzbruka pirmscilvēkiem vai varēja kļūt par viņu upuri. Dabiskā atlase veicināja cilvēka smadzeņu attīstību.

Agrākajiem tiešajiem priekštečiem vai pat senāko cilvēku - australopiteciešu - pārstāvjiem bija salīdzinoši plakanas sejas, uzacu izciļņi izvirzījās uz priekšu, un ievērojamu sejas daļu aizņēma spēcīgs apakšžoklis. Viņi dzīvoja atklātās telpās, un viņiem bija sarežģīta hierarhija. Tieši australopitecīnu vidū instrumentu darbība radās kā bioloģiskās adaptācijas veids un kā jauns evolūcijas posms. Zinātnieki uzskata, ka pirmais akmens rīks tika izgatavots apmēram pirms trim miljoniem gadu. 30. attēlā parādīti krama instrumenti, kas apstrādāti, izmantojot dažādas tehnoloģijas.

Šajā posmā pirmscilvēku ganāmpulks sāka iegūt cilvēku sabiedrības iezīmes, un pirmscilvēki sāka iegūt cilvēku iezīmes. Radās dažādas saziņas metodes, attīstījās dienas aktivitāte, un cilvēks sāka izmantot uguni.

Uguns izmantošana ir pirmais antropogēnais faktors; pirmais ugunsgrēks izraisīja pirmās nelabvēlīgās sekas dzīvajām būtnēm.

Neandertālieši jau bija uzcēluši mājokli – būdiņas 10-12 cilvēkiem, un iemācījušies dzīvot jebkurā klimatā.

Lauksaimniecības attīstību (31. attēls) un dzīvnieku pieradināšanu (32. attēls) pavadīja mežu izciršana, ganīšana un pārtikas ieguve, kas izraisīja izmaiņas ekosistēmās.

Pirms 8,5 tūkstošiem gadu tika veikta pirmā metāla kausēšana (Catal Huyuk, Dienvidturcija). Sākās amatniecības un pēc tam rūpniecības attīstība.

Jauns posms sabiedrības un dabas mijiedarbībā bija pilsētu rašanās, cilvēku tehniskā aprīkojuma pieaugums, amatniecības, mākslas, grāmatu iespiešanas attīstība.

Cilvēks ir ieguvis spēju universāli apgūt pasauli, pārveidot dabu (tabulas - ruļļa demonstrācija (33. att.), apgrieztā veidā raksturojot cilvēka ietekmes uz dabu posmus).

2. Cilvēka darbība ir ieguvusi globālu raksturu un kļuvusi par īpašu, superspēcīgu ekoloģisko faktoru dzīvo būtņu pastāvēšanā biosfērā.

Cilvēki samazina dabisko ekosistēmu aizņemtās platības. 9¸12% zemes virsmas ir uzartas, 22¸25% ir pilnībā vai daļēji kultivētas ganības. 458 ekvatori - tas ir ceļu garums uz planētas; 24 km uz katriem 100 km 2 - tāds ir ceļu blīvums. Rūpnieciski attīstītajās valstīs vien, saskaņā ar ANO datiem, vairāk nekā trīs tūkstoši km 2 ainavas katru gadu pazūd zem topošo automaģistrāļu, apmetņu un lidostu betona.

Cilvēki patērē suši produktus, samazinot dabisko patērētāju īpatsvaru.

Cilvēces un mājdzīvnieku biomasa ir 15¸20% no sauszemes dzīvnieku biomasas (uz 1980. gadu). Tomēr cilvēki un mājdzīvnieki patērē 1/4 no suši augu produkcijas.

Cilvēks iztukšo biosfēras “stupceļos” uzkrātās enerģijas rezerves.

Mūsdienu cilvēce patērē biosfēras potenciālo enerģiju 10 reizes ātrāk, nekā to uzkrāj Saules enerģiju uz Zemes sasaistošo organismu darbība.

Cilvēks izmanto Zemes resursus un piesārņo biosfēru: viņš iegūst aptuveni 100 miljardus tonnu rūdas, fosilā kurināmā un citu izejvielu, kas ir 25 tonnas uz katru planētas iedzīvotāju. 96¸98% iegūto izejvielu nonāk atkritumos. Katrs lielo pilsētu iedzīvotājs saražo 1 tonnu atkritumu (pārtikas un sadzīves atkritumu). 6 miljardi tonnu cieto atkritumu gadā tiek izmesti okeānos. Ik gadu biosfērā nonāk 69-90 miljoni tonnu naftas un naftas produktu, bet atmosfērā 20 miljardi tonnu oglekļa dioksīda. Degvielas sadegšanas rezultātā palielinās svina koncentrācija gaisā un augsnē, sēra un slāpekļa oksīdi nonāk atmosfērā, veidojot skābos lietus ar ūdeni.

Pieaug biosfēras fiziskais piesārņojums – troksnis, siltums, gaisma, radioaktīvais. Gaisa vides putekļainība palielinās.

3. Antropogēno faktoru ietekme izraisa bioloģisko sistēmu reakcijas.

a) indivīdu nāve un populācijas skaita samazināšanās.

Uz ceļiem zem transportlīdzekļu riteņiem iet bojā aļņi, brieži, stirnas un mežacūkas, putni un kukaiņi. Lauka darbi vairāk nekā medības izraisa rubeņu, zaķu un paipalu nāvi.

Miljoniem gājputnu sadedzina gāzes uzliesmojumos, kas sadedzina naftas ieguves atgāzes. Dzīvnieki iet bojā naftas noplūdēs, uz vadiem un elektrolīniju balstiem (stepju ērgļi, kapenes, zelta ērgļi, īsausu čūskas u.c.), norijot jūrā peldošus plastmasas priekšmetus (jūras bruņurupuči), zvejas tīklos (delfīni, roņi). ).

b) Organismu ontoģenēzes pārkāpumi.

Piesārņojošās vielas (sēra dioksīds, fluors un fluorūdeņradis, hlorīdi un slāpekļa dioksīds) ir visbīstamākie augiem, izraisot apdegumus, bet augstā koncentrācijā – augu un indivīdu nāvi. Sēra dioksīds un sērskābe, kas veidojas no sēra dioksīda, kopā ar citām vielām nonāk augsnē un samazina tās auglību. Mainās augsnes skābums, kas nomāc baktēriju darbību un samazina slieku skaitu. Visbīstamākais piesārņotājs ir nafta.

Piesārņojošās vielas ietekmē embrijus un augošos embrijus, saindējot tos, izraisot deformācijas un anomālijas organisma attīstībā, dzimumdziedzeru un orgānu disfunkciju, nervu sistēmas disfunkciju.

Vai dažādiem piesārņotājiem, kas darbojas vienlaicīgi, ir kumulatīvs efekts? svina sāļu klātbūtnē pastiprinās vara ietekme uz augiem; varš pastiprina starojuma iedarbību, gluži pretēji, bārija, mangāna un magnija sāļi vājina šādu efektu.

Piesārņojošo vielu ietekmē dzīves ilgums tiek saīsināts, īpaši ilgmūžīgām sugām, kas organismā var uzkrāties bīstamas piesārņotāju koncentrācijas.

c) iedzīvotāju parādību traucējumi.

Mainās populācijas struktūra - vīriešu un sieviešu attiecība, dažādu paaudžu indivīdi; skaits tiek samazināts līdz tādām robežām, ka tiek traucēta laulības partneru meklēšana. Vides piesārņojuma dēļ tiek traucēti reproduktīvie cikli (asinhrona dzimumšūnu attīstība tēviņiem un mātītēm), samazinās grūsnu mātīšu skaits un mazuļu skaits metienā, palielinās jaundzimušo mirstība. Sugas biotops sadalās, tiek samazinātas biotopu platības, izolētas nelielas biotopu saliņas.

d) Izmaiņas ekosistēmā.

Sugu skaita samazināšana samazina ekosistēmas sarežģītību; dažu sugu izzušana var izraisīt citu sugu uzliesmojumu; dominējošās sugas var tikt nomāktas, un to vietu ieņem jaunieviestās sugas; tiek iznīcinātas starpsugu attiecības: plēsējs-laupījums, apputeksnētājs - apputeksnēts augs, simbiotiskās attiecības. Vienas augu sugas nāve var izraisīt 5¸7 līdz 30¸35 saistīto dzīvnieku sugu, galvenokārt bezmugurkaulnieku, nāvi. Gaismas, skaņas un ķīmiskais piesārņojums izjauc izveidotās signalizācijas sistēmas dabiskajā kopienā starp sugām. Sabiedrības struktūras izmaiņu rezultātā tiek izjaukta tās stabilitāte, notiek masveida skaita uzliesmojumi, parasti bezmugurkaulniekiem. Tādējādi mūsu acu priekšā notiek gigantisks biosfēras genofonda izsīkums, ko izraisa sugu izmiršana, to populācijas daudzveidības un īpatņu skaita samazināšanās visās populācijās, kas visā teritorijā sarūk. Katru dienu no šī skaita neatgriezeniski pazūd viena dzīvnieku suga, un katru nedēļu pazūd viena augu suga. Mūsdienās uz katru planētas iedzīvotāju ir tikai 25 putni, un līdz 2000. gadam šī attiecība samazināsies vēl vairāk.

Cilvēka izdzīvošanai un ilgtspējīgai attīstībai nepieciešamie dabas resursi arvien vairāk tiek iznīcināti vai izsmelti. Tajā pašā laikā nepieciešamība pēc šiem resursiem strauji pieaug. Ja turpināsies pašreizējais augsnes degradācijas temps, nākamo 20 gadu laikā tiks iznīcināta trešā daļa pasaules aramzemes. Tāpat līdz šī gadsimta beigām (pie pašreizējiem mežu izciršanas tempiem) atlikušā neizcirsto tropisko mežu platība tiks samazināta uz pusi. Paredzams, ka šajā periodā Zemes iedzīvotāju skaits palielināsies par pusotru reizi - no nedaudz vairāk nekā 5 miljardiem līdz gandrīz 6 miljardiem cilvēku.

Kļuvis acīmredzams, ka cilvēka saimnieciskās darbības izjauktais biosfēras procesu līdzsvars tiek atjaunots lēnāk nekā jebkad agrāk. Biosfēras adaptācijas mehānismi darbojas “līdz robežai”. Biosfēras gēnu fonds kļūst noplicināts, radot neparedzamu evolūcijas seku draudus.

4. Daudzi zinātnieki pašreizējo vides situāciju raksturo kā “ekoloģisko krīzi”, “dabas vides krīzi”.

Vides problēmas tiek klasificētas kā globālas un skar gan pasauli kopumā, gan tās atsevišķus reģionus un valstis.

Vides problēmu risināšana – jo īpaši biosfēras genofonda saglabāšana – kļūst arvien aktuālāka.

Cilvēcei un katram cilvēkam, katram no mums ir jāatzīst krīzes situācija un jāizvirza idejas, kas glābs dzīvību uz planētas.