Екологічні чинники та його класифікація. Найважливіші абіотичні фактори та адаптація до них живих організмів

Виділяють такі групи абіотичних факторів (факторів неживої природи): кліматичні, едафогенні (ґрунтові), орографічні та хімічні.

I) Кліматичні чинники: до них відносяться сонячне випромінювання, температура, тиск, вітер та деякі інші дії середовища.

1) Сонячне випромінювання є сильним екологічним чинником. Воно поширюється у просторі у вигляді електромагнітних хвиль, з яких 48% припадає на видиму частину спектра, 45% – на інфрачервоне випромінювання (з великою довжиною хвилі) та близько 7% – на короткохвильове ультрафіолетове випромінювання. Сонячне випромінювання є первинним джерелом енергії, без якого неможливе життя на Землі. Але з іншого боку, прямий впливсонячного світла (особливо його ультрафіолетової складової) згубно для живої клітини. Еволюція біосфери була спрямована на зниження інтенсивності ультрафіолетової частини спектру та захисту від надмірної сонячної радіації. Цьому сприяло утворення озону (озонового шару) із кисню, виділеного першими організмами-фотосинтетиками.

Загальна кількість сонячної енергії, що сягає Землі, приблизно постійно. Але різні точки земної поверхні одержують різну кількість енергії (через відмінність у часі освітленості, різного кута падіння, ступеня відображення, прозорості атмосфери тощо)

Виявлено тісний зв'язок між сонячною активністю та ритмом біологічних процесів. Чим більша сонячна активність (більше плям на Сонці), тим більше обурень в атмосфері, магнітних бур, що впливають на живі організми Велику роль грає також зміна сонячної активності протягом доби, що зумовлює добові ритми організму. У людини понад 100 фізіологічних характеристик підпорядковується добовому циклу (виділення гормонів, частота дихання, робота різних залоз тощо).

Сонячне випромінювання значною мірою визначає інші кліматичні чинники.

2) Температура довкілля пов'язані з інтенсивністю сонячного випромінювання, особливо інфрачервоної частини спектра. Життєдіяльність більшості організмів протікає нормально в інтервалі температур від +5 до 40 0 ​​С. Вище від +50 0 − +60 0 починається незворотне руйнування білка, що входить до складу живих тканин. При високих тискахверхня межа температур може бути набагато вищою (до +150-200 0 С). Нижня межа температури часто виявляється менш критичною. Деякі живі організми здатні витримувати дуже низькі температури (до -200 0 С) у стані анабіозу. Багато організмів Арктики та Антарктики постійно живуть за негативних температур. У деяких арктичних риб нормальна температуратіла становить -1,7 0 С. При цьому вода в їх вузьких капілярах не замерзає.

Залежність інтенсивності життєдіяльності більшості живих організмів від температури має такий вигляд:

Рис.12. Залежність життєдіяльності організмів від температури

Як видно з рис., При підвищенні температури відбувається прискорення біологічних процесів (швидкості розмноження та розвитку, кількості споживаної їжі). Наприклад, розвиток гусениць метелика-капустянки при +10 0 С вимагає 100 діб, а при +26 0 С - всього 10 діб. Але подальше підвищення температури веде до різкого зниженняпараметрів життєдіяльності та загибелі організму.

У воді діапазон коливань температур менший, ніж на суші. Тому водні організми менше пристосовані до змін температури, ніж наземні.

Температура часто зумовлює зональність у наземних та водних біогеоценозах.

3) Вологість навколишнього середовища – важливий екологічний фактор. Більшість живих організмів на 70-80% складаються з води – речовини, необхідної для існування протоплазми. Вологість території визначається вологістю атмосферного повітря, кількістю опадів, площею водних запасів.

Вологість повітря залежить від температури: що вона вище, то зазвичай більше водяних міститься у повітрі. Найбільш багаті на вологу нижні шари атмосфери. Опади є результатом конденсації водяної пари. У зоні помірного клімату розподіл опадів за часом року більш-менш рівномірний, у тропіках та субтропіках – нерівномірний. Доступний запас поверхневих вод залежить від підземних джерел та кількості опадів.

Взаємодія температури та вологості формує два клімати: морський та континентальний.

4) Тиск – ще один кліматичний фактор, важливий для всіх живих організмів. На Землі є області із постійно високим чи низьким тиском. Перепади тиску пов'язані з різним нагріванням земної поверхні.

5) Вітер – спрямований рух повітряних мас, що є наслідком перепаду тисків. Вітровий потік спрямований із зони з більшим тиском у зону з меншим тиском. Він впливає на температурний режим, вологість та переміщення домішок у повітрі.

6) Місячні ритми зумовлюють припливи та відливи, до яких пристосовані морські тварини. Вони використовують припливи та відливи для багатьох життєвих процесів: переміщення, розмноження і т.д.

II) Едафогенні фактори визначають різні характеристики ґрунту. Ґрунт відіграє важливу роль у наземних екосистемах – роль накопичувача та резерву ресурсів. На склад та властивості ґрунтів сильно впливають клімат, рослинність та мікроорганізми. Степові ґрунти більш родючі, ніж лісові, тому що трави недовговічні і щорічно в ґрунт надходить велика кількість органічної речовини, яка швидко розкладається. Екосистеми, що не мають ґрунтів, зазвичай дуже нестійкі. Виділяють такі основні характеристики ґрунтів: механічний склад, вологоємність, щільність та повітропроникність.

Механічний склад грунтів визначається вмістом у ній часток різної величини. Розрізняють чотири типи грунтів, залежно від їхнього механічного складу: пісок, супісок, суглинок, глина. Механічний склад прямо впливає на рослини, на підземних організмів, а через них – на інші організми. Від механічного складу залежать вологоємність (здатність утримувати вологу), їх щільність та повітропроникність ґрунтів.

III) Орографічні фактори. До них відносяться висота місцевості над рівнем моря, її рельєф та розташування щодо сторін світла. Орографічні фактори багато в чому визначають клімат даної місцевості, а також інші біотичні та абіотичні фактори.

IV) Хімічні чинники. До них належать хімічний склад атмосфери (газовий склад повітря), літосфери, гідросфери. Для живих організмів велике значення має вміст у навколишньому середовищі макро- та мікроелементів.

Макроелементи – елементи, які потрібні організму в порівняно великих кількостях. Більшість живих організмів це фосфор, азот, калій, кальцій, сірка, магній.

Мікроелементи – елементи, які потрібні організму в дуже малих кількостях, але входять до складу життєво важливих ферментів. Мікроелементи необхідні нормальної життєдіяльності організму. Найбільш поширені мікроелементи – метали, кремній, бор, хлор.

Між макроелементами та мікроелементами немає чіткої межі: те, що для одних організмів – мікроелемент, для іншого – макроелемент.

Світло належить до основних чинників довкілля. Без світла неможлива фотосинтетична діяльність рослин, а без останнього немислиме життя взагалі, оскільки зелені рослини мають здатність продукувати необхідний для всіх живих істот кисень. Крім того, світло є єдиним джерелом тепла планети Земля. Він безпосередньо впливає на хімічні та фізичні процеси, що відбуваються в організмах, впливає на обмін речовин.

Багато морфологічні та поведінкові характеристики різних організмів пов'язані з впливом на них світла. p align="justify"> Діяльність деяких внутрішніх органів тварин також тісно пов'язана з освітленням. Поведінка тварин, наприклад сезонні перельоти, кладка яєць, догляд за самками, весняний гон, пов'язані з тривалістю світлового дня.

В екології під терміном "світло" мається на увазі весь діапазон сонячного випромінювання, що досягає земної поверхні. Спектр розподілу енергії випромінювання Сонця за межами земної атмосфери показує, що близько половини сонячної енергії випромінюється в інфрачервоній області, 40% – у видимій та 10% – в ультрафіолетовій та рентгенівській областях.

Для живої речовини важливими є якісні ознаки світла — довжина хвилі, інтенсивність і тривалість впливу. Розрізняють ближнє ультрафіолетове випромінювання (400-200 нм) та дальнє, або вакуумне (200-10 нм). Джерела ультрафіолетового випромінювання — високотемпературна плазма, прискорені електрони, деякі лазери, Сонце, зірки та ін. , виникненні мутацій та загибелі клітин

Частина сонячних променів, подолавши величезну відстань, досягає поверхні Землі, освітлює та обігріває її. Підраховано, що на нашу планету надходить близько однієї двохмільярдної частини сонячної енергії, а з цієї кількості лише 0,1-0,2% використовується зеленими рослинами для створення органічної речовини. Кожному квадратному метру планети дістається в середньому 1,3 кВт енергії Сонця. Її вистачило б для роботи електричного чайника чи праски.

Умови висвітлення грають виняткову роль життя рослин: від інтенсивності сонячного висвітлення залежить їх продуктивність, продуктивність. Проте світловий режим Землі досить різноманітний. У лісі він інший, ніж на лузі. Висвітлення в листяному та темнохвойному ялиновому лісі помітно відрізняється.

Світло управляє зростанням рослин: вони ростуть у напрямі більшого освітлення. Їхня чутливість до світла настільки велика, що пагони деяких рослин, які протягом дня містяться в темряві, реагують на спалах світла, що триває всього дві тисячні частки секунди.

Усі рослини по відношенню до світла можна поділити на три групи: геліофіти, сціофіти, факультативні геліофіти.

Геліофіти(від грец. Helios - сонце і phyton - рослина), або світлолюбні рослини, або зовсім не переносять, або погано переносять навіть незначне затінення. До цієї групи належать степові і лугові злаки, рослини тундри, ранньовесняні рослини, більшість культурних рослин відкритого ґрунту, багато бур'янів. З видів цієї групи можна помститися подорожник звичайний, іван-чай, вейник очеретяний та ін.

Сціофіти(від грец. scia - Тінь), або тіньові рослини, не виносять сильного освітлення і живуть у постійній тіні під пологом лісу. Це переважно лісові трави. При різкому освітленні лісового пологу вони приходять у пригнічений стан і нерідко гинуть, але багато хто перебудовує фотосинтетичний апарат і пристосовується до життя в нових умовах.

Факультативні геліофіти, або тіньовитривалі рослини, здатні розвиватися як при дуже великій, так і при малій кількості світла. Як приклад можна назвати деякі дерева - ялина звичайна, клен гостролистий, граб звичайний; чагарники - лішину, глід; трави - суницю, герань польову; багато кімнатних рослин.

Важливим абіотичним фактором є Температура.Будь-який організм здатний жити у межах певного діапазону температур. Область поширення живого переважно обмежена областю трохи нижче 0 °З до 50 °С.

Основним джерелом тепла, як і світла, є сонячне проміння. Організм може виживати лише за умов, до яких пристосований його метаболізм (обмін речовин). Якщо температура живої клітини падає нижче замерзання, клітина зазвичай фізично пошкоджується і гине в результаті утворення кристалів льоду. Якщо температура занадто висока, відбувається денатурація білків. Саме це має місце при варінні курячого яйця.

Більшість організмів здатна тією чи іншою мірою контролювати температуру свого тіла за допомогою різних реакцій у відповідь. У більшості живих істот температура тіла може змінюватися в залежності від температури навколишнього середовища. Такі організми не здатні регулювати свою температуру та називаються холоднокровними (пойкілотермними).Їхня активність в основному залежить від тепла, що надходить ззовні. Температура тіла пойкілотермних організмів пов'язана із значеннями температури навколишнього середовища. Прохолодність властива таким групам організмів, як рослини, мікроорганізми, безхребетні, риби, рептилії та ін.

Значно менше живих істот здатне до активного регулювання температури тіла. Це представники двох вищих класів хребетних — птахи та ссавці. Тепло, що виробляється ними, є продуктом біохімічних реакцій і служить істотним джерелом підвищення температури тіла. Така температура підтримується на постійному рівні, незалежно від температури навколишнього середовища. Організми, здатні підтримувати постійну оптимальну температуру тіла незалежно від температури середовища, називають теплокровними (гомойотермними). За рахунок цієї властивості багато видів тварин можуть жити і розмножуватися при температурі нижче нуля (північний олень, білий ведмідь, ластоногі, пінгвін). Підтримка постійної температури тіла забезпечується гарною тепловою ізоляцією, що створюється хутряним покривом, щільним оперенням, підшкірними повітряними порожнинами, товстим шаром жирової тканини тощо.

Окремий випадок гомойотермії - гетеротермія (від грец. heteros - Різний). Різний рівеньТемпература тіла у гетеротермних організмів залежить від їхньої функціональної активності. У період активності вони мають постійною температуроютіла, а період відпочинку чи зимової сплячки температура значно знижується. Гетеротермність характерна для ховрахів, бабаків, борсуків, кажанів, їжаків, ведмедів, колібрі та ін.

Особливу роль життєдіяльності живих організмів грають умови зволоження.

Вода- Основа живої матерії. Для більшості живих організмів вода є одним із головних екологічних факторів. Це найважливіша умова існування всього живого Землі. Усі життєві процеси у клітинах живих організмів протікають у водному середовищі.

Вода хімічно не змінюється під впливом більшості технічних сполук, які вона розчиняє. Це дуже важливо для живих організмів, оскільки необхідні тканинам живильні речовини надходять у водних розчинах у порівняно малозміненому вигляді. У природних умовах вода завжди містить ту чи іншу кількість домішок, як взаємодіючи з твердими і рідкими речовинами, а й розчиняючи гази.

Унікальні властивості води визначають її особливу роль у формуванні фізичного та хімічного середовища нашої планети, а також у виникненні та підтримці дивовижного явища життя.

Ембріон людини на 97% складається з води, а у новонароджених її кількість становить 77% маси тіла. До 50 років кількість води в тілі людини зменшується і становить уже 60% її маси. Основна частина води (70%) зосереджена всередині клітин, а 30% це міжклітинна вода. М'язи людини складаються на 75% води, печінка — на 70, мозок — на 79, нирки — на 83%.

Тіло тварини містить, як правило, не менше 50% води (наприклад, слона - 70%, гусениці, що поїдає листя рослин - 85-90%, медузи - більше 98%).

Найбільше води (з розрахунку добової потреби) із наземних тварин потрібно слону - близько 90 л. Слони — одні з найкращих «гідрогеологів» серед звірів та птахів: водоймища вони відчувають на відстані до 5 км! Тільки бізони ще далі - на 7-8 км. У посушливий час слони риють бивнями в руслах пересохлих річок ями, куди збирається вода. Буйволи, носороги та інші африканські тварини охоче користуються слоновими колодязями.

Поширення життя Землі безпосередньо з опадами. Вологість у різних точках земної кулі неоднакова. Найбільше опадів випадає в екваторіальній зоні, особливо у верхній течії річки Амазонки та на островах Малайського архіпелагу. Кількість їх у окремих районах сягає 12 000 мм на рік. Так, на одному з Гавайських островів від 335 до 350 днів на рік йдуть дощі. Це вологе місце на Землі. Середньорічна кількість опадів досягає тут 11455 мм. Для порівняння: у тундрі та пустелях випадає менше 250 мм опадів на рік.

Тварини по-різному ставляться до вологи. Вода як фізико-хімічне тіло безперервно впливає на життя гідробіонтів (водних організмів). Вона не тільки задовольняє фізіологічні потреби організмів, але й доставляє кисень та їжу, забирає метаболіти, переносить статеві продукти та самих гідробіонтів. Завдяки рухливості води у гідросфері можливе існування прикріплених тварин, яких, як відомо, немає на суші.

Едафічні фактори

Вся сукупність фізичних та хімічних властивостейґрунти, що надають екологічний вплив на живі організми, відноситься до едафічним факторам (від грец. Edaphos - основа, земля, ґрунт). Основні едафічні фактори - механічний склад ґрунту (розмір його частинок), відносна пухкість, структура, водопроникність, аерованість, хімічний склад ґрунту та циркулюючих у ньому речовин (газів, води).

Характер гранулометричного складу ґрунту може мати екологічне значення для тварин, які в певний період життя мешкають у ґрунті або ведуть риючий спосіб життя. Личинки комах, як правило, не можуть жити в надто кам'янистому ґрунті; риючі перетинчастокрилі, що відкладають яйця в підземних ходах, багато саранчових, котрі заривають яйцеві кокони в землю, потребують того, щоб вона була досить пухкою.

Важливою характеристикою ґрунту є його кислотність. Відомо, що кислотність середовища (рН) характеризує концентрацію іонів водню в розчині та чисельно дорівнює негативному десятковому логарифму цієї концентрації: рН = -lg. Водні розчини можуть мати рН від 0 до 14. Нейтральні розчини мають рН 7, кисле середовище характеризується значеннями рН менше 7, а лужне більше 7. Кислотність може служити індикатором швидкості загального метаболізму співтовариства. Якщо показник рН ґрунтового розчину низький, це означає, що у ґрунті міститься мало біогенних елементів, тому його продуктивність вкрай мала.

По відношенню до родючості ґрунту розрізняють такі екологічні групи рослин:

• оліготрофи (від грец. olygos - невеликий, незначний і trophe - харчування) - рослини бідних, малородючих ґрунтів (сосна звичайна);
• мезотрофи (від грец. mesos - середній) - рослини з помірною потребою в поживних речовинах (більшість лісових рослин помірних широт);
• евтрофи(від грец. їй - добре) - рослини, що вимагають великої кількості поживних речовин у ґрунті (дуб, ліщина, снить).

Орографічні фактори

На поширення організмів по земній поверхні певний вплив мають такі чинники, як особливості елементів рельєфу, висота над рівнем моря, експозиція та крутість схилів. Вони об'єднуються в групу орографічних факторів (від грец. Орос - гора). Їх вплив може сильно позначатися на місцевому кліматі та розвитку ґрунту.

Одним із головних орографічних факторів є висота над рівнем моря. З висотою знижуються середні температури, посилюється добовий перепад температур, збільшуються кількість опадів, швидкість вітру та інтенсивність радіації, знижуються атмосферний тиск та концентрації газів. Всі ці фактори впливають на рослини та тварин, зумовлюючи вертикальну зональність.

Характерний приклад – вертикальна зональність у горах. Тут із підйомом на кожні 100 м температура повітря знижується в середньому на 0,55 °С. Одночасно змінюється вологість, скорочується тривалість вегетаційного періоду. Зі збільшенням висоти місцеперебування істотно змінюється розвиток рослин та тварин. Біля підніжжя гір можуть бути тропічні моря, але в вершині дмуть арктичні вітри. З одного боку гір може бути сонячно та тепло, з іншого – волого та холодно.

Ще один орографічний фактор – експозиція схилу. На північних схилах рослини утворюють тіньові форми, на південних – світлові. Рослинність представлена ​​тут переважно посухостійкими чагарниками. Схили, звернені на південь, одержують більше сонячного світла, тому інтенсивність світла та температура тут вища, ніж на дні долин та на схилах північної експозиції. З цим пов'язані суттєві відмінності у прогріванні повітря та ґрунту, швидкості танення снігу, висушення ґрунту.

Важливим фактором є крутість схилу. Вплив цього показника на умови життя організмів позначається головним чином через особливості ґрунтового середовища, водного та температурного режимів. Для крутих схилів характерні швидкий дренаж і змивання ґрунтів, тому ґрунти тут малопотужні та сухіші. Якщо ухил перевищує 35 °, зазвичай створюються осипи з пухкого матеріалу.

Гідрографічні фактори

Гідрографічні фактори включають такі характеристики водного середовища, як щільність води, швидкість горизонтальних переміщень (протягом), кількість розчиненого у воді кисню, вміст завислих частинок, проточність, температурний та світловий режими водойм тощо.

Організми, що у водному середовищі, називаються гидробионтами.

Різні організми по-своєму пристосувалися до густини води та певних глибин. Деякі види можуть переносити тиск від кількох до сотень атмосфер. Багато риб, головоногих молюсків, ракоподібних, морських зірок живуть на великих глибинах при тиску близько 400-500 атм.

Висока щільність води забезпечує існування у водному середовищі багатьох безскелетних форм. Це дрібні ракоподібні, медузи, одноклітинні водорості, кіленогі та крилоногі молюски та ін.

Висока питома теплоємність і висока теплопровідність води визначають стійкіший проти сушею температурний режим водойм. Амплітуда річних коливань температури вбирається у 10-15 °С. У континентальних водоймищах вона становить 30-35 °С. У самих водоймах температурні умови між верхніми і нижніми шарами води значно різняться. У глибоких шарах водної товщі (у морях та океанах) температурний режим відрізняється стійкістю та сталістю (3-4 °С).

Важливим гідрографічним фактором є світловий режим водойм. З глибиною кількість світла швидко зменшується, тому у Світовому океані водорості мешкають лише у освітленій зоні (найчастіше на глибинах від 20 до 40 м). Щільність морських організмів (їх кількість на одиницю площі чи обсягу) закономірно зменшується із глибиною.

Хімічні фактори

Дія хімічних факторівпроявляється у вигляді проникнення в навколишнє середовище хімічних речовин, які були відсутні в ній раніше, що значною мірою пов'язано з сучасним антропогенним впливом.

Такий хімічний чинник, як газовий склад, надзвичайно важливий для організмів, що у водному середовищі. Наприклад, у водах Чорного моря дуже багато сірководню, що робить цей басейн не зовсім сприятливим для життя в ньому деяких тварин. Річки, що впадають у нього, несуть із собою не тільки пестициди або важкі метали, що змиваються з полів, але також азот і фосфор. А це не лише сільськогосподарські добрива, а й їжа для морських мікроорганізмів та водоростей, які через надлишок поживних речовин починають бурхливо розвиватися (цвітіння води). Вмираючи, вони опускаються на дно і в процесі гниття споживають значну кількість кисню. Останні 30-40 років цвітіння Чорного моря значно посилилося. У нижньому шарі води кисень витіснений отруйним сірководнем, тому життя практично немає. Органічний світ моря щодо бідний та одноманітний. Життєвий шар обмежений вузькою поверхнею товщиною 150 м. Що стосується наземних організмів, то вони малочутливі до газового складу атмосфери, оскільки він постійний.

До групи хімічних факторів входить і такий показник, як солоність води (зміст розчинних солей у природних водах). За кількістю розчинених солей природні води поділяються на такі категорії: прісна вода- До 0,54 г/л, солонувата - від 1 до 3, слабосолона - від 3 до 10, солона і дуже солона вода - від 10 до 50, розсіл - більше 50 г/л. Таким чином, у прісних водоймах суші (струмах, річках, озерах) в 1 кг води міститься до 1 г розчинних солей. Морська вода - складний сольовий розчин, середня солоність якого становить 35 г/кг води, тобто. 3,5%.

Живі організми, що у водному середовищі, пристосовані до строго певної солоності води. Прісноводні форми не можуть мешкати в морях, морські не переносять опріснення. Якщо солоність води змінюється, тварини переміщуються у пошуках сприятливого середовища. Наприклад, при опрісненні поверхневих шарів моря після сильних дощів деякі види морських рачків опускаються на глибину до 10 м-коду.

Личинки устриць мешкають у солонуватих водах невеликих заток і естуаріїв (напівзамкнуті прибережні водойми, що вільно сполучаються з океаном або морем). Личинки ростуть особливо швидко, коли солоність води становить 1,5-1,8% (щось середнє між прісною та солоною водою). При вищому вмісті солей їх зростання дещо пригнічується. При зниженні вмісту солей зростання пригнічується вже помітно. При солоності 0,25% зростання личинок припиняється, і вони гинуть.

Пирогенні фактори

До них відносяться фактори впливу вогню або пожежі. В даний час пожежі розглядаються як значний і один з природних абіотичних екологічних факторів. При правильному використаннівогонь може стати дуже цінним екологічним інструментом.

На перший погляд, пожежі є негативним фактором. Але насправді це не так. Без пожеж саванна, наприклад, швидко зникла б і вкрилася густим лісом. Однак цього не відбувається, тому що у вогні гинуть ніжні пагони дерев. Оскільки дерева ростуть повільно, небагатьом із них вдається витримати пожежі та вирости досить високо. Трава ж росте швидко і швидко відновлюється після пожеж.

Слід помститися, що на відміну від інших екологічних факторів людина може регулювати пожежі, у зв'язку з чим вони можуть стати певним фактором, що обмежує, при поширенні рослин і тварин. Контрольовані людьмипожежі сприяють утворенню багатої, корисної речовинами золи. Змішуючись із ґрунтом, зола стимулює зростання рослин, від кількості яких залежить життя тварин.

Крім того, багато жителів саван, наприклад африканський лелека і птах-секретар, використовують пожежі у своїх цілях. Вони відвідують межі природних чи контрольованих пожеж та поїдають там комах та гризунів, які рятуються від вогню.

Виникненню пожеж можуть сприяти як природні фактори (удар блискавки), так і випадкові та невипадкові дії людини. Розрізняють два типи пожеж. Найбільш важко піддаються стримуванню та регулюванню верхові пожежі. Найчастіше вони дуже інтенсивні і руйнують всю рослинність та органіку ґрунту. Такі пожежі надають вплив на багато організмів.

Низові пожежі, навпаки, мають вибіркову дію: для одних організмів вони згубніші, для інших — менші і, таким чином, сприяють розвитку організмів з високою стійкістю до пожеж. Крім того, невеликі низові пожежі доповнюють дію бактерій, розкладаючи відмерлі рослини та прискорюючи перетворення мінеральних елементів живлення на форму, придатну для використання новими поколіннями рослин. У місцепроживання з малородючим ґрунтом пожежі сприяють збагаченню її зольними елементами та поживними речовинами.

За достатньої вологості (прерії Північної Америки) пожежі стимулюють зростання трав за рахунок дерев. Особливо важливу регулюючу роль пожежі відіграють у степах та саванах. Тут періодичні пожежі знижують можливість вторгнення пустельних чагарників.

Людина нерідко є причиною збільшення частоти диких пожеж, хоча приватна особа не має права навмисно (навіть випадково) викликати пожежу у природі. Водночас використання вогню фахівцями – частина правильного землекористування.

Середовище, що оточує живі істоти, складається з багатьох елементів. Вони по-різному впливають життєдіяльність організмів. Останні неоднаково реагують різні чинники середовища. Окремі елементи середовища, що взаємодіють із організмами, називають екологічними факторами. Умови існування – це сукупність життєво необхідних факторів середовища, без яких живі організми не можуть існувати. Щодо організмів вони виступають як екологічні чинники.

Класифікація екологічних факторів.

Усі екологічні фактори прийнято класифікувати(розподіляти) на такі основні групи: абіотичні, біотичніі антропічні. в Абіотичні (абіогенні) фактори – це фізико-хімічні фактори неживої природи. Біотичні,або біогенні,фактори - це прямий чи опосередкований вплив живих організмів як один на одного, так і на довкілля. Антропічні (антропогенні) фактори в останні роки виділяють у самостійну групу факторів серед біотичних, у зв'язку з їх великим значенням. Це фактори прямого чи непрямого впливу людини та її господарської діяльності на живі організми та середовище.

Абіотичні фактори.

До абіотичних факторів належать елементи неживої природи, що діють на живий організм. Види абіотичних факторів представлені у табл. 1.2.2.

Таблиця 1.2.2. Основні види абіотичних факторів

Кліматичні чинники.

Усі абіотичні фактори виявляються і діють у межах трьох геологічних оболонок Землі: атмосфери, гідросфериі літосфери.Фактори, що проявляються (діють) в атмосфері і при взаємодії останньої з гідросферою або з літосферою, називають кліматичними.їх прояв залежить від фізико-хімічних властивостей геологічних оболонок Землі, від кількості та розподілу сонячної енергії, що проникає та надходить до них.

Сонячна радіація.

Найбільше значення серед різноманіття екологічних факторів має сонячна радіація. (Сонячне випромінювання).Це безперервний потік елементарних частинок (швидкість 300-1500 км/с) та електромагнітних хвиль (швидкість 300 тис. км/с), що несе до Землі велика кількістьенергії. Сонячна радіація – це основне джерело життя на нашій планеті. Під безперервним потоком сонячного випромінювання Землі зародилося життя, пройшло довгий шлях своєї еволюції і продовжує існувати й залежати від сонячної енергії. Основні властивості променистої енергії Сонця як екологічного чинника визначається довжиною хвиль. Хвилі, що проходять атмосферу та досягають Землі, вимірюються в межах від 0,3 до 10 мкм.

За характером на живі організми цей спектр сонячної радіації поділяють на три частини: ультрафіолетове випромінювання, видиме світлоі інфрачервоне випромінювання.

Короткохвильові ультрафіолетові променімайже повністю поглинаються атмосферою, саме її озоновим екраном. Незначна кількість ультрафіолетових променів проникає до землі. Довжина хвиль лежить у межах 0,3-0,4 мкм. На їхню частку припадає 7% енергії сонячної радіації. Короткохвильові промені згубно діють живі організми. Вони можуть викликати зміни спадкового матеріалу – мутації. Тому в процесі еволюції організми, які тривалий час перебувають під впливом сонячної радіації, виробили засоби захисту від ультрафіолетових променів. У багатьох із них у покривах виробляється додаткова кількість чорного пігменту – меланіну, який захищає від проникнення небажаних променів. Саме тому люди набувають засмаги, тривалий час перебуваючи на відкритому повітрі. У багатьох індустріальних регіонах спостерігається так званий індустріальний меланізм- Потемніння забарвлення тварин. Але це відбувається не під впливом ультрафіолетового випромінювання, а через забруднення сажею, пилом навколишнього середовища, елементи якого зазвичай стають темнішими. На такому темному тлі виживають (добре маскуються) темніші форми організмів.

Видиме світлопроявляється в межах довжин хвиль від 04 до 07 мкм. На його частку припадає 48% енергії сонячної радіації.

Вонотеж несприятливо впливає живі клітини та його функції загалом: змінює в'язкість протоплазми, величину електричного заряду цитоплазми, порушує проникність мембран і змінює рух цитоплазми. Світло впливає на стан колоїдів білків та протікання енергетичних процесів у клітинах. Але незважаючи на це, видиме світло було, є й надалі буде одним із найважливіших джерел енергії для всього живого. Його енергія використовується у процесі фотосинтезуі накопичується у вигляді хімічних зв'язків у продуктах фотосинтезу, а потім передається як їжа всім іншим живим організмам. Загалом можна сказати, що все живе в біосфері, і навіть людина залежить від сонячної енергії, від фотосинтезу.

Світло для тварин – це необхідна умовасприйняття інформації про навколишнє середовище та його елементи, бачення, зорової орієнтації у просторі. Залежно від умов існування тварини пристосувалися до різного ступеняосвітленості. Одні види тварин ведуть денний спосіб життя, інші - найактивніші в сутінках чи вночі. Більшість ссавців та птахів, ведуть сутінковий спосіб життя, погано розрізняють кольори і всі бачать у чорно-білому зображенні (собачі, котячі, хом'яки, сови, козоїди та ін.). Життя в сутінках або при недостатньому освітленні часто призводить до гіпертрофії очей. Відносно величезні очі, здатні вловлювати мізерні частки світла, властиві нічним тваринам або тим, що живуть у темряві і орієнтуються на органи світіння інших організмів (лемури, мавпи, сови, глибоководні риби та інших.). Якщо ж умовах повної темряви (у печерах, під землею в норах) немає жодних інших джерел світла, тоді тварини, які там, зазвичай, втрачають органи зору (європейський протей, сліпуха та інших.).

Температура.

Джерелами створення фактора температури на Землі є сонячна радіація та геотермальні процеси. Хоча ядро ​​нашої планети характеризується надзвичайно високою температурою, вплив його на поверхню планети незначний, крім зон вулканічної діяльності та виходу геотермальних вод (гейзери, фумароли). Отже, основним джерелом тепла в межах біосфери можна вважати сонячну радіацію, зокрема, інфрачервоні промені. Ті промені, які досягають поверхні Землі, поглинаються літосферою та гідросферою. Літосфера, як тверде тіло, швидше нагрівається і швидко охолоджується. Гідросфера теплоємніша, ніж літосфера: вона повільно нагрівається і повільно ж остигає, а тому тривалий час утримує тепло. Приземні шари тропосфери нагріваються завдяки випромінюванню тепла гідросферою та поверхнею літосфери. Земля поглинає сонячну радіацію та випромінює енергію назад у безповітряний простір. І все ж таки атмосфера Землі сприяє утриманню тепла в приземних шарах тропосфери. Завдяки її властивостям, атмосфера пропускає короткохвильові інфрачервоні промені і затримує довгохвильові інфрачервоні промені, що випускаються нагрітою поверхнею Землі. Це явище атмосфери має назву парниковий ефект.Саме завдяки йому на Землі стало можливим життя. Парниковий ефект сприяє утриманню тепла у приземних шарах атмосфери (тут зосереджена більшість організмів) та згладжує коливання температури протягом дня та ночі. На Місяці, наприклад, що розміщується майже в тих же умовах космосу, і Земля, і на якому немає атмосфери, добові коливання температури на його екваторі виявляються в межах від 160 ° С до + 120 ° С.

Діапазон наявних у навколишньому середовищі температур досягає тисяч градусів (розжарена магма вулканів та максимально низькі температури Антарктиди). Межі, в яких може існувати відоме нам життя, досить вузькі і дорівнюють приблизно 300 ° С, від -200 ° С (заморожування в зріджених газах) до + 100 ° С (точка кипіння води). Насправді більшість видів і більша частина їх активності прив'язана до ще більш вузького діапазону температур. Загальний температурний діапазон активного життя Землі обмежується такими значеннями температур (табл. 1.2.3):

Таблиця 1.2.3 Температурний діапазон життя Землі

Рослини пристосовуються до різних температур і навіть екстремальних. Ті, що переносять високі температури, називаються жаровитривалими рослинами.Вони здатні переносити перегрів до 55-65 ° С (деякі кактуси). Види, що ростуть в умовах високих температур, легше їх переносять завдяки значному укороченню розмірів листя, розвитку повстяного (опушеного) або, навпаки, воскового покриття та ін. С), називаються холодостійкі.

Хоча температура є важливим екологічним фактором, що впливає на живі організми, проте її дія залежить від поєднання з іншими абіотичними факторами.

Вологість.

Вологість - це важливий абіотичний фактор, що визначається наявністю води або водяної пари в атмосфері або літосфері. Сама ж вода є необхідною неорганічною сполукоюдля життєдіяльності живих організмів

Вода в атмосфері завжди є у вигляді водянийпари. Фактичну масу води на одиницю об'єму повітря називають абсолютною вологістю,а процентний вміст пари щодо максимальної її кількості, яку повітря може містити, - відносною вологістю.Температура є основним фактором, що впливає на здатність повітря утримувати водяну пару. Наприклад, при температурі +27°С повітря може містити вдвічі більше вологи, ніж за температури +16°С. Це означає, що абсолютна вологість при 27°С в 2 рази більша, ніж при 16°С, у той час коли відносна вологість в обох випадках дорівнюватиме 100%.

Вода як екологічний фактор вкрай необхідна живим організмам, бо без неї не може здійснюватися метаболізм та багато інших пов'язаних із ним процесів. Обмінні процеси організмів відбуваються за наявності води (у водних розчинах). Всі живі організми є відкритими системами, тому в них постійно спостерігаються втрати води і завжди потребує поповнення її запасів. Для нормального існування рослини та тварини повинні підтримувати певний баланс між надходженням води до організму та її втратою. Великі втрати води організмом (дегідратація)призводять до зниження його життєдіяльності, а надалі – і до загибелі. Рослини задовольняють свої потреби у воді за рахунок атмосферних опадів, вологості повітря, а тварини – ще й за рахунок їжі. Стійкість організмів до наявності чи відсутності вологи у навколишньому середовищі різна залежить від пристосованості виду. У зв'язку з цим усі наземні організми поділяють на три групи: гігрофільні(або вологолюбні), мезофільні(або помірно вологолюбні) та ксерофільні(або сухолюбні). Щодо рослин та тварин окремо цей розділ матиме такий вигляд:

1) гігрофілії організми:

- гігрофіти(Рослини);

- гігрофіли(тварини);

2) мезофільні організми:

- мезофіти(Рослини);

- мезофіли(тварини);

3) ксерофільні організми:

- ксерофіти(Рослини);

- ксерофіли, або гігрофобії(Тварини).

Найбільше вологи потребують гігрофільні організми.Серед рослин це будуть ті, що живуть на надмірно зволожених ґрунтах за високої вологості повітря (гігрофіти). В умовах середньої смуги до них відносяться серед трав'янистих рослин, які ростуть у затінених лісах (кислиця, папороті, фіалки, розрив-трава та ін.) та на відкритих місцях (калужниця, росянка тощо).

До гігрофільних тварин (гігрофіли) належать такі, що екологічно пов'язані з водним середовищем або з перезволоженими місцевостями. Вони потребують постійної наявності великої кількості вологи у навколишньому середовищі. Це тварини вологих тропічних лісів, боліт, зволожених лук.

Мезофільні організмивимагають помірної кількості вологи і зазвичай пов'язані з помірними теплими умовами та добрими умовами мінерального харчування. Це можуть бути лісові рослини та рослини відкритих місць. Серед них зустрічаються дерева (липа, береза), чагарники (ліщина, жостер) і ще більше трав (конюшина, тимофіївка, костриця, конвалія, копитняк та ін). Загалом мезофіти – це широка екологічна група рослин. До мезофільних тварин (мезофіли)належить більшість організмів, які мешкають в помірних та субарктичних умовах або у певних гірських регіонах суші.

Ксерофільні організми -це досить різноманітна екологічна група рослин та тварин, які пристосувалися до посушливих умов існування за допомогою таких засобів: обмеження випаровування, посилення добування води та створення запасів води на довготривалий періодвідсутність водопостачання.

Рослини, що мешкають у посушливих умовах, по-різному долають їх. У деяких немає структурних пристроїв для перенесення нестачі вологості. їх існування можливе в посушливих умовах тільки завдяки тому, що в критичний момент вони перебувають у стані спокою у вигляді насіння (ефемері) або цибулин, кореневищ, бульб (ефемероїди), дуже легко і швидко переходять до активної життєдіяльності і за короткий період повністю проходять річний цикл розвитку. Ефемерів основному поширені в пустелях, напівпустелях і степах (веснянка, хрестовник весняний, реп'яшок тощо). Ефемероїди(Від грец. ефемеріі виглядати)- це багаторічні трав'янисті, переважно весняні, рослини (осоки, злаки, тюльпан тощо.).

Дуже своєрідними категоріями рослин, які пристосувалися переносити умови посухи, є. сукулентиі склерофіти.Сукуленти (від грец. соковитий)здатні накопичувати в собі велику кількість води та поступово її витрачати. Наприклад, деякі кактуси північноамериканських пустель можуть містити від 1000 до 3000 л води. Вода накопичується в листі (алое, очиток, агава, молодило) або стеблах (кактуси та кактусоподібні молочаї).

Тварини отримують воду трьома основними шляхами: безпосередньо випивши або поглинаючи через покриви, разом із їжею та в результаті метаболізму.

Багато видів тварин п'ють воду і в досить великій кількості. Наприклад, гусениць китайського дубового шовкопряда може випити до 500 мл води. Окремі види звірів та птахів потребують регулярного споживання води. Тому вони обирають певні джерела та регулярно відвідують їх як місця водопою. Пустельні види птахів щодня літають до оаз, п'ють там воду і приносять воду пташенятам.

Частина видів тварин, що не вживає воду шляхом прямого пиття, може вживати її, всмоктуючи всією поверхнею шкіри. У комах та личинок, що мешкають у ґрунті, зволоженій потертою дерев, їх покриви проникні для води. Австралійська ящірка молох сприймає вологу опадів шкірою, що є надзвичайно гігроскопічним. Багато тварин одержують вологу із соковитою їжею. Такими соковитими кормами може бути трава, соковиті плоди, ягоди, цибулини та бульби рослин. Степова черепаха, що мешкає в центральноазіатських степах, споживає воду тільки із соковитою їжею. У цих регіонах, у місцях посадки овочів або на баштанах, черепахи завдають великої шкоди, харчуючись динями, кавунами, огірками. Також отримують воду деякі хижі тварини, за рахунок поїдання своєї жертви. Це властиво, наприклад, африканській лисиці-фенеці.

Види, які харчуються виключно сухою їжею і не мають можливості споживати воду, одержують її шляхом метаболізму, тобто хімічним шляхом під час перетравлення їжі. Метаболічна вода може утворюватися в організмі внаслідок окислення жирів та крохмалю. Це важливий спосіботримання води особливо для тварин, які населяють спекотні пустелі. Так, червонохвоста піщанка іноді харчується тільки сухим насінням. Відомі експерименти, коли за умов неволі північноамериканська оленя миша прожила близько трьох років, харчуючись лише сухими зернами ячменю.

Едафічні чинники.

Поверхня літосфери Землі становить окреме середовище життя, що характеризується своїм комплексом екологічних чинників. Цю групу факторів називають едафічними(Від грец. едафос- Грунти). Ґрунтам властиві своя будова, склад та властивості.

Ґрунти характеризуються певною вологістю, механічним складом, вмістом органічних, неорганічних та органо-мінеральних сполук, певною кислотністю. Від показників залежать багато властивостей самого грунту і поширення живих організмів у ньому.

Наприклад, окремі види рослин і тварин люблять ґрунти з певною кислотністю, а саме: сфагнові мохи, дика смородина, вільха ростуть на кислих ґрунтах, а зелені лісові мохи – на нейтральних.

Реагують на певну кислотність ґрунту також і личинки жуків, наземні молюски та багато інших організмів.

Хімічний склад грунту дуже важливий всім живих організмів. Для рослин найбільш важливими є не тільки ті хімічні елементи, які використовуються ними у великій кількості (азот, фосфор, калій і кальцій), але й ті, що є рідкісними (мікроелементи). Деякі рослини вибірково накопичують певні рідкісні елементи. Хрестоцвіті та парасолькові рослини, наприклад, у 5-10 разів більше накопичують у своєму тілі сірки, ніж інші рослини.

Надлишковий зміст деяких хімічних елементіву ґрунті може негативно (патологічно) впливати на тварин. Наприклад, в одній із долин Туви (Росія) було помічено, що вівці хворіють на якусь специфічну хворобу, яка виявлялася у випаданні вовни, деформації копит тощо. Пізніше з'ясувалося, що в цій долині в ґрунті, воді та деяких рослинах був підвищений вміст селену. Потрапляючи в організм овець у надмірній кількості, цей елемент спричинив хронічний селеновий токсикоз.

Для ґрунту характерний свій тепловий режим. Разом з вологістю він впливає на ґрунтоутворення, на різні процеси, що проходять у ґрунті (фізико-хімічні, хімічні, біохімічні та біологічні).

Завдяки своїй малій теплопровідності ґрунти здатні згладжувати температурні коливання із глибиною. На глибині трохи більше 1 м добові температурні коливання майже відчутні. Наприклад, у пустелі Каракуми, яка характеризується різко континентальним кліматом, влітку, коли температура поверхні ґрунту досягає +59°С, у норах гризунів піщанок на відстані 70 см від входу температура була на 31°С нижчою та становила +28°С. Взимку, протягом морозної ночі, температура в норах піщанок становила +19°С.

Ґрунт є унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей поверхні літосфери та живих організмів, що його населяють. Ґрунт неможливо уявити без живих організмів. Недарма відомий геохімік В.І. Вернадський називав ґрунти біокосне тіло.

Орографічні фактори (рельєф).

Рельєф не відноситься до таких безпосередньо діючих екологічних факторів, як вода, світло, тепло, ґрунт. Проте характер рельєфу у житті багатьох організмів надає опосередкований вплив.

Залежно від величини форм досить умовно розрізняють рельєф кількох порядків: макрорельєф (гори, низини, міжгірські западини), мезорельєф (пагорби, яри, гряди тощо) та мікрорельєф (невеликі западини, нерівності та інше). Кожен їх грає певну роль формуванні комплексу екологічних чинників для організмів. Зокрема, рельєф впливає на перерозподіл таких факторів, як волога та тепло. Так, навіть незначні зниження, кілька десятків сантиметрів, створюють умови підвищеної вологості. З підвищених ділянок вода стікає у нижчі, де створюються сприятливі умови для вологолюбних організмів. Північні та південні схили мають різне освітлення, тепловий режим. У гірських умовах відносно невеликих площах створюються значні амплітуди висот, що призводить до формування різних кліматичних комплексів. Зокрема, типовими їх рисами є знижені температури, сильні вітри, зміни режиму зволоження, газового складу повітря та ін.

Наприклад, з підняттям над рівнем моря температура повітря знижується на 6 ° С на кожні 1000 м. Хоча це є характеристикою тропосфери, але завдяки рельєфу (височини, гори, гірські плато і т.п.), наземні організми можуть опинитися в умовах, не схожих на ті, що є у сусідніх регіонах. Наприклад, гірський вулканічний масив Кіліманджаро в Африці біля підніжжя оточений саванами, а вище схилами йдуть плантації кави, бананів, лісу та альпійські луки. Вершини Кіліманджаро вкриті вічними снігами та льодовиками. Якщо температура повітря на рівні моря дорівнює +30 ° С, то негативні температури будуть виявлятися вже на висоті 5000 м. У помірних зонах зниження температури на кожні 6 ° С відповідає переміщенню на 800 км у бік високих широт.

Тиск.

Тиск проявляється як у повітряному, так і у водному середовищі. В атмосферному повітрі тиск змінюється посезонно, залежно від стану погоди та висоти над рівнем моря. Особливий інтерес становлять пристрої організмів, які живуть в умовах зниженого тиску, розрідженого повітря високогір'я.

Тиск у водному середовищі змінюється в залежності від глибини: він росте приблизно на 1 атм на кожні 10 м. Для багатьох організмів є межі зміни тиску (глибини), до яких вони пристосувалися. Наприклад, абісальні риби (риби світових глибин) здатні переносити великий тиск, але вони ніколи не піднімаються до поверхні моря, тому що для них це є смертельним. І навпаки, не всі морські організми здатні поринати у воду на великі глибини. Кашалот, наприклад, може пірнати на глибину до 1 км, а морські птахи – до 15-20 м, де вони добувають свою їжу.

Живі організми суші та водного середовища чітко реагують на зміни тиску. Свого часу було зазначено, що риби можуть сприймати навіть незначні зміни тиску. їхня поведінка змінюється при зміні атмосферного тиску(Напр., Перед грозою). У Японії деяких риб спеціально утримують в акваріумах і за зміною їхньої поведінки судять про можливі зміни погоди.

Наземні тварини, сприймаючи незначні зміни тиску, своєю поведінкою можуть прогнозувати зміни стану погоди.

Нерівномірність тиску, що результат нерівномірного прогріву Сонцем і розподілу тепла як і воді, і у атмосферному повітрі, створює умови для змішування водних і повітряних мас, тобто. освіта течій. За певних умов течії є сильним екологічним чинником.

Гідрологічні фактори.

Вода як складова частина атмосфери та літосфери (включаючи ґрунти) відіграє велику роль у житті організмів як один із екологічних факторів, який називають вологістю. У той же час, вода в рідкому стані може бути фактором, що утворює власне середовище, - водне. Завдяки своїм властивостям, які відрізняють воду від усіх інших хімічних сполук, вона в рідкому та вільному стані створює комплекс умов водного середовища, так звані гідрологічні фактори.

Такі характеристики води, як теплопровідність, плинність, прозорість, солоність, по-різному проявляються у водоймищах і є екологічними факторами, які в цьому випадку називають гідрологічними. Наприклад, водяні організми по-різному пристосувалися до різного ступеня солоності води. Розрізняють прісноводні та морські організми. Прісноводні організми не вражають своєю видовою різноманітністю. По-перше, життя на Землі зародилося в морських водах, а по-друге, прісні водоймища займають мізерну частину земної поверхні.

Морські організми більш різноманітні і є кількісно численнішими. Одні з них пристосувалися до низької солоності і живуть в опріснених ділянках моря та інших солонуватих водоймах. У багатьох видів таких водойм спостерігається зменшення розмірів тіла. Так, наприклад, стулки молюсків, їстівної мідії (Mytilus edulis) і серцевидки Ламарка (Cerastoderma lamarcki), які мешкають у затоках Балтійського моря при солоності 2-6%, у 2-4 рази дрібніші, ніж особини, які живуть у тому самому. море, тільки при солоності 15%. Краб Carcinus moenas у Балтійському морі має дрібні розміри, тоді як у опріснених лагунах та естуаріях він набагато більший. Морські їжакиу лагунах виростають дрібнішими, ніж у морі. Рачок артемія (Artemia salina) при солоності 122% має розміри до 10 мм, але при 20% він виростає до 24-32 мм. Солоність може впливати і на тривалість життя. Та сама серцевидка Ламарка у водах Північної Атлантики живе до 9 років, а у менш солоних водах Азовського моря – 5.

Температура водойм є більш постійним показником, ніж температура суші. Це зумовлено фізичними властивостями води (тепломісткість, теплопровідність). Амплітуда річних коливань температури у верхніх шарах океану не перевищує 10-15 ° С, а в континентальних водоймищах - 30-35 ° С. Що вже говорити про глибинні шари води, яким властива сталість теплового режиму.

Біотичні фактори.

Організми, які живуть на нашій планеті, потребують не лише абіотичних умов для свого життя, вони взаємодіють між собою та часто дуже залежать один від одного. Сукупність чинників органічного світу, які впливають організми прямо чи опосередковано, називають біотичними чинниками.

Біотичні чинники дуже різноманітні, але, незважаючи на це, вони також мають свою класифікацію. Згідно найпростішої класифікаціїбіотичні фактори поділяють на три групи, що викликаються: рослинами, тваринами та мікроорганізмами.

Клементс і Шелфорд (1939) запропонували свою класифікацію, в якій враховано найбільш типові форми взаємодії двох організмів. коакції.Усі коакції поділяють на дві великі групи, Залежно від того, взаємодіють організми одного виду або двох різних. Типи взаємодій організмів, що належать до одного і того ж виду, є гомотипові реакції. Гетеротиповими реакціямиНазивають форми взаємодії двох організмів різних видів.

Гомотипові реакції.

Серед взаємодії організмів одного виду можна виділити такі коакції (взаємодії): груповий ефект, масовий ефекті внутрішньовидова конкуренція.

Груповий ефект.

Багато живих організмів, які можуть жити поодинці, утворюють групи. Часто у природі можна спостерігати, як групами ростуть деякі види рослин.Це дає можливість прискорити своє зростання. У групи поєднуються і тварини. За таких умов вони краще виживають. За спільного способу життя тваринам легше захищатися, добувати їжу, охороняти своє потомство, переживати несприятливі чинники довкілля. Таким чином, груповий ефект має позитивний вплив на всіх учасників групи.

Групи, у яких поєднуються тварини, можуть бути різними за розмірами. Наприклад, баклани, які на узбережжях Перу утворюють величезні колонії, можуть існувати лише за умови, якщо в колонії не менше 10 тисяч птахів, а на 1 квадратний метр території припадає три гнізда. Відомо, що для виживання африканських слонів стадо має складатися щонайменше з 25 особин, а стадо північних оленів - з 300-400 голів. Зграя вовків може налічувати до десятка особин.

Прості скупчення (тимчасові або постійні) можуть перетворитися на складні угруповання, що складаються зі спеціалізованих особин, які виконують властиву їм функцію в цій групі (сім'ї бджіл, мурах або термітів).

Масовий ефект.

Масовий ефект - це явище, що виникає при перенаселенні якогось життєвого простору. Природно, що з об'єднанні групи, особливо великих розмірів, теж виникає деяке перенаселення, але між груповим і масовим ефектами існує велика різниця. Перший дає переваги кожному члену об'єднання, а інший, навпаки, придушує життєдіяльність усіх, тобто має негативні наслідки. Наприклад, масовий ефект проявляється при скупченні хребетних тварин. Якщо в одній клітині містити піддослідних щурів у великій кількості, то в їхній поведінці виявлятимуться акти агресивності. При тривалому утриманні тварин у таких умовах у вагітних самок розсмоктуються ембріони, агресивність зростає настільки, що щури відгризають один одному хвости, вуха, кінцівки.

Масовий ефект високоорганізованих організмів призводить до стресового стану. У людини це може викликати психічні розлади та нервові зриви.

Внутрішньовидова конкуренція.

Між особами одного виду завжди відбувається своєрідне змагання у отриманні кращих умов існування. Чим більша щільність поселення тієї чи іншої групи організмів, тим більше напружене змагання. Таке змагання організмів одного виду між собою за ті чи інші умови існування називають внутрішньовидовою конкуренцією.

Масовий ефект та внутрішньовидова конкуренція не є тотожними поняттями. Якщо перше явище виникає на відносно короткий час і згодом завершується розрідженням угруповання (смертність, людожерство, зниження плодючості та ін), то внутрішньовидова конкуренція існує постійно і врешті-решт призводить до більш широкого пристосування виду до умов середовища. Вигляд стає екологічно пристосованим. Внаслідок внутрішньовидової конкуренції сам вид зберігається і сам себе не знищує внаслідок такої боротьби.

Внутрішньовидова конкуренція може виявлятися у чому завгодно, потім можуть претендувати організми одного виду. У рослин, що густо ростуть, конкуренція може відбуватися за світло, мінеральне харчування і т.д. Наприклад, дуб, коли він росте окремо, має кулясту крону, він досить розлапистий, оскільки нижні бічні гілки отримують достатню кількість світла. У посадках дуба у лісі нижні гілки затінюються верхніми. Гілки, що одержують недостатню кількість світла, відмирають. Зі зростанням дуба у висоту нижні гілки швидко опадають, і дерево набуває лісової форми – довгий циліндричний стовбур і крона гілок на верхівці дерева.

У тварин конкуренція виникає за певну територію, їжу, місця гніздування тощо. Рухливим тваринам легше уникнути жорсткої конкуренції, але вона на них позначається. Як правило, ті, що уникають конкуренції, часто опиняються у несприятливих умовах, вони змушені також, як рослини (або прикріплені види тварин), пристосовуватися до тих умов, якими їм доводиться задовольнятися.

Гетеротипові реакції.

Таблиця 1.2.4. Форми міжвидових взаємодій

	Види займають		Види займають
Форма взаємодії (коакцій)	одну територію (живуть разом)		різні території (живуть окремо)
	Вид А	Вид Б	Вид А	Вид Б
Нейтралізм
Коменсалізм (вид А - коменсал)
Протокооперація
Мутуалізм
Аменсалізм (вид А – аменсал, вид Б – інгібітор)
Хижацтво (вид А - хижак, вид Б - жертва)
Конкуренція

0 - взаємодія між видами не дає виграшу і не завдає шкоди жодній стороні;

Взаємодія між видами дає позитивні наслідки; -взаємодія між видами дає негативні наслідки.

нейтралізм.

Найчастіше зустрічається така форма взаємодії, коли організми різних видів, що займають одну територію, ніяк не впливають один на одного. У лісі мешкає велика кількість видів і багато хто з них підтримує нейтральні взаємини. Наприклад, білка та їжак населяють один і той же ліс, але вони мають нейтральні взаємини, як і безліч інших організмів. Однак ці організми входять до складу однієї екосистеми. Вони є елементами одного цілого, і тому при детальному вивченні все ж таки можна знайти не прямі, а опосередковані, досить тонкі і з першого погляду непомітні зв'язки.

Є. У дум у своїй "Популярній екології" наводить жартівливий, але дуже влучний приклад таких зв'язків. Він пише, що в Англії старі самотні жінки підтримують силу королівських гвардійців. А зв'язок між гвардійцями та жінками досить простий. Самотні жінки, як правило, розводять котів, коти ж полюють на мишей. Що більше кішок, то менше мишей на полях. Миші є ворогами джмелів, бо руйнують їхні нори, де вони живуть. Чим менше мишей, тим більше джмелів. Джмелі, як відомо, не єдині запилювачі конюшини. Більше джмелів на полях – більший урожай конюшини. На конюшині випасають коней, а гвардійці люблять вживати в їжу кінське м'ясо. Ось за таким прикладом у природі можна знайти безліч прихованих зв'язків між різними організмами. Хоча в природі, як видно з прикладу, коти мають нейтральні стосунки з кіньми чи шмелями, проте вони опосередковано пов'язані з ними.

Коменсалізм.

Багато видів організмів вступають у взаємини, які дають користь лише одному боці, іншу від цього не страждає і нічого немає корисного. Таку форму взаємодії організмів називають коменсалізмом.Коменсалізм часто проявляється у вигляді співіснування різних організмів. Так, комахи часто живуть у норах ссавців чи гніздах птахів.

Часто можна спостерігати і таке спільне поселення, коли в гніздах великих хижих птахів чи лелек в'ють гнізда горобці. Для хижих птахів сусідство горобців не заважає, а самих горобців - це надійна охорона їх гнізд.

У природі існує навіть вигляд, що так і названо – краб-коменсал. Цей маленький витончений краб охоче селиться в мантійній порожнині устриць. Цим він не заважає молюску, а сам отримує притулок, свіжі порції води та поживні частинки, що потрапляють із водою до нього.

Протокооперація.

Наступним кроком спільної позитивної коакції двох організмів різних видів є протокооперація,при якій обидва види виграють від взаємодії. Природно, що ці види можуть існувати окремо без будь-яких втрат. Цю форму взаємодії ще називають первинної кооперації,або співробітництвом.

У морі така взаємовигідна, але не обов'язкова форма взаємодії виникає при об'єднанні крабів та кишковопорожнистих. Актинії, наприклад, часто поселяються на спинній стороні крабів, замасковуючи та захищаючи їх своїми жалюгідними щупальцями. У свою чергу, актинії одержують від крабів шматочки їжі, які залишаються від їхньої їжі, і використовують крабів як транспортний засіб. І краби, і актинії здатні вільно і незалежно існувати у водоймі, але коли вони поблизу, то краб навіть сам клешні пересаджує актинію на себе.

Спільне гніздування птахів різних видів в одній колонії (чаплі та баклани, кулики та крячки різних видів тощо) теж є прикладом співробітництва, при якому виграють обидві сторони, наприклад, при захисті від хижаків.

Мутуалізм.

Мутуалізм (або облігатний симбіоз)є наступним етапом взаємовигідного пристосування різних видів друг до друга. Він відрізняється від протокооперації своєю залежністю. Якщо при протокооперації організми, які вступають у зв'язок, можуть існувати окремо та незалежно один від одного, то за мутуалізму існування цих організмів окремо неможливо.

Такого типу коакції часто виникають у досить різних організмах, віддалених у систематичному плані, з різними потребами. Прикладом може бути зв'язок між азотфиксирующими бактеріями (бульбашкові бактерії) і бобовими рослинами. Речовини, що виділяються кореневою системою бобових, стимулюють зростання бульбашкових бактерій, а продукти життєдіяльності бактерій призводять до деформації кореневих волосків, із чого починається утворення бульбашок. Бактерії мають здатність засвоювати атмосферний азот, який є дефіцитом у ґрунті, але необхідним макроелементом для рослин, що у цьому випадку дає велику користьбобових рослин.

У природі досить поширеним є взаємини грибів та коренів рослин, які називаються мікоризою.Грибниця, взаємодіючи з тканинами кореня, утворює своєрідний орган, який допомагає рослині ефективніше засвоювати мінеральні речовини із ґрунту. Гриби від цієї взаємодії одержують продукти фотосинтезу рослини. Багато видів дерев не можуть рости без мікоризи, і певні види грибів утворюють мікоризу з корінням певних видів дерев (дуб і білий гриб, береза ​​та підберезник та ін.).

Класичним прикладом мутуалізму є лишайники, які поєднують у собі симбіотичний зв'язок грибів та водоростей. Функціональні та фізіологічні зв'язки між ними настільки тісні, що їх розглядають як окрему групуорганізмів. Гриб у цій системі забезпечує водорість водою та мінеральними солями, а водорость, у свою чергу, дає грибу органічні речовини, які сама синтезує.

Аменсалізм.

У природному середовищів повному обсязі організми позитивно впливають друг на друга. Є багато випадків, коли задля забезпечення своєї життєдіяльності один вид шкодить іншому. Така форма коакцій, коли один вид організму пригнічує ріст і розмноження організму іншого виду, не втрачаючи нічого, має назву аменсалізму (антибіозу).Пригнічений вигляд у парі, що взаємодіє, називають аменсалом,а того, що пригнічує, - інгібітором.

Аменсалізм найкраще вивчений у рослин. У процесі життя рослини виділяють у довкілля хімічні речовиниякі є факторами впливу на інші організми. Щодо рослин аменсалізм має свою назву - алелопатия.Відомо, що завдяки виділенню корінням токсичних речовин нечуйвітер волохатенький витісняє інші однорічні рослини та утворює суцільні одновидові зарості на великих площах. На полях пирій та інші бур'яни витісняють чи пригнічують культурні рослини. Горіх та дуб пригнічують трав'янисту рослинність під своїми кронами.

Рослини можуть виділяти алелопатичні речовини не тільки корінням, а й надземною частиною свого тіла. Летючі алелопатичні речовини, що виділяються рослинами у повітря, називають фітонцидів.в основному вони нищівно діють на мікроорганізми. Всім добре відома антимікробна профілактична дія часнику, цибулі, хрону. Багато фітонцидів продукують хвойні породи дерев. Один гектар насаджень ялівцю звичайного за рік виробляє понад 30 кг фітонцидів. Часто хвойні породи застосовуються в населених пунктахдля створення санітарно-захисних смуг навколо різних виробництв, що сприяє очищенню повітря.

Фітонциди негативно впливають як на мікроорганізми, а й у тварин. У побуті здавна застосовували різні рослини боротьби з комахами. Так, баглиця та лаванда є гарним засобомдля боротьби з міллю.

Антибіоз відомий і мікроорганізмів. Його вперше було відкрито Би. Бабешем (1885) і перевідкрито А. Флемінгом (1929). Було показано, що гриби пеніцилу виділяють речовину (пеніцилін), що пригнічує ріст бактерій. Широко відомо, що деякі молочнокислі бактерії окислюють своє оточення так, що в ньому не можуть існувати гнильні бактерії, які потребують лужного або нейтрального середовища. Алелопатичні хімічні речовини мікроорганізмів відомі під назвою антибіотики.Вже описано понад 4 тисячі антибіотиків, але лише близько 60 різновидів широко застосовуються в медичній практиці.

Захист тварин від ворогів може здійснюватися за допомогою виділення речовин, що мають неприємний запах(Напр., Серед рептилій - грифе черепахи, вужі; птахів - пташенята удодів; ссавців - скунси, тхори).

Хижництво.

Викраденням у широкому розумінні цього слова вважається спосіб добування їжі та харчування тварин (іноді і рослин), при якому вони ловлять, умертвляють та поїдають інших тварин. Іноді під цим терміном розуміють будь-яке поїдання одних організмів іншими, тобто. такі взаємини між організмами, у яких одні використовують інших як їжу. При такому розумінні заєць є хижаком щодо трави, що він споживає. Але ми будемо користуватися більш вузьким розумінням хижацтва, при якому один організм харчується іншим, що близький до першого в систематичному плані (наприклад, комахи, які харчуються комахами; риби, які харчуються рибами; птиці, які харчуються плазунами, птахами та ссавцями; ссавці, які харчуються птахами та ссавцями). Крайній випадок хижацтва, у якому вид живиться організмами свого виду, має назву канібалізму.

Іноді хижак відбирає жертву в такій кількості, що це негативно не впливає на чисельність її популяції. Цим хижак сприяє кращому стану популяції жертви, яка до того ж пристосувалася до преси хижака. Народжуваність у популяціях жертви вище, ніж потрібно для нормального підтримки її чисельності. Образно кажучи, населення жертви враховує те, що має відібрати хижак.

Міжвидова конкуренція.

Між організмами різних видів, так само, як і між організмами одного виду, виникають взаємодії, завдяки яким вони намагаються отримати один і той самий ресурс. Такі коакції між різними видамимають назву міжвидової конкуренції. Іншими словами можна сказати, що міжвидова конкуренція - це будь-яка взаємодія між популяціями різних видів, яка несприятливо впливає на їх зростання та виживання.

Наслідками такої конкуренції можливо витіснення одного організму іншим з певної екологічної системи (принцип конкурентного виключення). У той самий час конкуренція сприяє виникненню у процесі відбору багатьох адаптацій, що веде до різноманіттю видів, які у певному співтоваристві чи регіоні.

Конкурентна взаємодія може стосуватися простору, їжі або біогенних елементів, світла та багатьох інших факторів. Міжвидова конкуренція, в залежності від того, на чому вона базується, може призвести або до встановлення рівноваги між двома видами, або, при більш жорсткій конкуренції, до заміни популяції одного виду популяцією іншого. Також результатом конкуренції може стати і таке, що один вид витіснить інший в інше місце або змусить його перейти на інші ресурси.

3.1. Абіотичні фактори

Абіотичні (від грец. – неживі) фактори – це компоненти та явища неживої, неорганічної природи, що прямо чи опосередковано впливають на живі організми. Відповідно до наявної класифікації виділяють такі абіотичні фактори: кліматичні, едафічні (ґрунтові), орографічні або топографічні, гідрографічні (водне середовище), хімічні (таблиця 1). Одним із найважливіших абіотичних факторів є світло, температура, вологість.

Таблиця 1 - Класифікація екологічних факторів середовища

Абіотичні фактори	Біотичні	Антропогенні
Кліматичні: сонячна радіація, світло та світловий режим, температура, вологість, атмосферні опади, вітер, тиск та ін. Едафічні: механічний та хімічний склад ґрунту, вологоємність, водний, повітряний та тепловий режим ґрунту, рівень ґрунтових вод та ін. Орографічні (топографічні): рельєф (належить до опосередковано діючих екологічних чинників, оскільки безпосереднього впливу життя організмів не надає); експозиція (розташування елементів рельєфу по відношенню до країн світу та панівних вітрів, що приносять вологу); висота над рівнем моря. Гідрографічні: фактори водного середовища Хімічні: газовий склад атмосфери; сольовий склад води.	Фітогенні (вплив рослин) Зоогенні (вплив тварин) біотичні фактори поділяються на: конкуренція, хижацтво,	з діяльністю людини

Світло.Сонячне випромінювання служить основним джерелом енергії всім процесів, що відбуваються Землі. У спектрі сонячного випромінювання виділяють області, різні за біологічною дією: ультрафіолетова, видима та інфрачервона. Ультрафіолетові промені з довжиною хвилі менше 0,290 мкм є згубними для всього живого. Це випромінювання затримується озоновим шаром атмосфери, і до поверхні Землі доходить лише частина ультрафіолетових променів (0,300-0,400 мкм), які в невеликих дозах благотворно впливають на організми.

Видимі промені мають довжину хвилі 0,400-0,750 мкм і на їхню частку припадає більша частина енергії сонячного випромінювання, що досягає земної поверхні. Ці промені мають особливо важливе значенняжиття на Землі. Зелені рослини за рахунок енергії саме цієї частини сонячного спектру синтезують органічні речовини. Інфрачервоні промені з довжиною хвилі більше 0,750 мкм не сприймаються оком людини, але сприймаються як тепло та є важливим джерелом внутрішньої енергії. Світло, отже, діє організми неоднозначно. З одного боку, він є первинним джерелом енергії, без якого неможливе життя на Землі, з іншого боку, може негативно впливати на організми.

Світловий режим . При проходженні через атмосферне повітря сонячне світло(Малюнок 3.1) відображається, розсіюється та поглинається. Кожне місце проживання характеризується певним світловим режимом. Він встановлюється співвідношенням інтенсивності (сили), кількості та якості світла. Показники світлового режиму дуже мінливі та залежать від географічного положення, рельєфу місцевості, від висоти над рівнем моря, стану атмосфери, пори року та доби, типу рослинності та інших факторів. Інтенсивність, або сила світла, вимірюється кількістю джоулів, що припадають на 1 см 2 горизонтальної поверхні за хвилину. Найбільше на цей показник впливають особливості рельєфу: на південних схилах інтенсивність світла більша, ніж на північних. Найінтенсивнішим є пряме світло, проте повніше рослини використовують розсіяне світло. Кількість світла – це показник, що визначається сумарною радіацією. Для визначення світлового режиму враховується і кількість світла, що відбивається, так зване альбедо. Воно виражається у відсотках загальної радіації. Наприклад, альбедо зеленого листя клена становить 10%, а осінніх пожовклих – 28%. Слід наголосити, що рослини відображають в основному промені фізіологічно неактивні.

По відношенню до світла розрізняють такі екологічні групи рослин: світлолюбні(світлові), тінелюбні(тіньові), тіньовитривалі. Світлолюбні види мешкають у лісовій зоні у відкритих місцях і трапляються рідко. Вони утворюють розріджений і низький рослинний покрив, щоб не затіняти один одного. Тенелюбні рослини не виносять сильного освітлення і живуть під пологом лісу в постійній тіні. Це переважно лісові трави. Тіньовитривалі рослини можуть жити при хорошому освітленні, але легко переносять і деяке затінення. До них належать більшість рослин лісів. У зв'язку з такою специфікою місцеперебування цим групам рослин властиві певні адаптивні особливості. У лісі тіньовитривалі рослини утворюють густо зімкнуті насадження. Під їхнім пологом можуть рости тіньовитривалі дерева і чагарники, а нижче - ще тініші і тінелюбні чагарнички і трави.

Рисунок 3.1 – Баланс сонячної радіації на поверхні

Землі вдень (за М. І. Ніколайкін, 2004)

Світло є умовою орієнтації тварин. Серед тварин розрізняють денні, нічні та сутінкові види. Світловий режим впливає і географічне поширення тварин. Так, певні види птахів, що ссавці влітку поселяються у високих широтах з довгим полярним днем, а восени, коли день скорочується, мігрують або відкочовують на південь.

Одним з найважливіших екологічних факторів, незамінним та універсальним фактором, є температура . Вона визначає рівень активності організмів, впливає на обмінні процеси, розмноження, розвиток, інші сторони їхньої життєдіяльності. Від неї залежить поширення організмів. Слід зазначити, що залежно від температури тіла, виділяють пойкілотермні та гомойотермні організми. Пойкілотермні організми (від грец. - Різне і тепло) - це холоднокровні тварини з непостійною внутрішньою температурою тіла, що змінюється в залежності від температури навколишнього середовища. До них відносяться всі безхребетні, а з хребетних – риби, земноводні та плазуни. Їхня температура тіла, як правило, вища за температуру зовнішнього середовища на 1–2° С або дорівнює їй. При підвищенні чи зниженні температури середовища межі оптимальних величин ці організми впадають у заціпеніння чи гинуть. Відсутність скоєних терморегуляційних механізмів у пойкілотермних тварин обумовлена ​​відносно слабким розвитком нервової системита низьким рівнем обміну речовин у порівнянні з гомойотермними організмами. Гомойотермні організми – теплокровні тварини, температура яких більш менш постійна і, як правило, не залежить від температури навколишнього середовища. До них відносяться ссавці та птиці, у яких сталість температури пов'язана з вищим у порівнянні з пойкілотермними організмами рівнем обміну речовин. Крім того, у них існує термоізоляційний шар (оперення, хутро, жировий шар). Температура їх відносно висока: у ссавців вона становить 36-37 ° С, а у птахів у стані спокою - до 40-41 ° С.

Тепловий режим . Як було зазначено, температура є важливим екологічним фактором, що впливає на існування, розвиток та поширення організмів. При цьому значення має не тільки абсолютну кількість тепла, але й розподіл його в часі, тобто тепловий режим. Тепловий режим рослин складається з температурних умов, яким властива та чи інша тривалість та зміна у певній послідовності у поєднанні з іншими факторами. У тварин він також у поєднанні з низкою інших факторів зумовлює їхню добову та сезонну активність. Тепловий режим порівняно постійний протягом усього року лише у тропічних зонах. На півночі та півдні добові та сезонні коливання температури зростають у міру віддалення від екватора. Рослини та тварини, пристосовуючись до них, виявляють різну потребу в теплі у різні періоди. Наприклад, проростання насіння протікає при нижчих температурах, ніж подальше їх зростання, періоду цвітіння потрібно більше тепла, ніж періоду дозрівання плодів. У різних організмів біологічні процеси за оптимальних температур підпорядковуються правилу Вант-Гоффа, згідно з яким швидкість хімічних реакцій зростає в 2-3 рази при підвищенні температури на кожні 10 ° С. Для рослин, як і тварин, важливою є загальна кількість тепла, яку вони можуть отримати з навколишнього середовища. Температури, що лежать вище за нижній поріг розвитку і не виходять за межі верхнього, отримали назву ефективних температур. Кількість тепла, необхідного для розвитку визначається сумою ефективних температур, або сумою тепла. Ефективну температуру легко визначити, знаючи нижній поріг розвитку та температуру, що спостерігається. Наприклад, якщо нижній поріг розвитку організму дорівнює 10 ° С, а температура в Наразі 25° С, то ефективна температурадорівнюватиме 15° С (25–10° С). Сума ефективних температур для кожного виду рослин та пойкілотермних тварин є величиною щодо постійної.

У рослин є різні анатомо-морфологічні та фізіологічні пристосування, що згладжують шкідливий вплив високих та низьких температур: інтенсивність транспірації (при зниженні температури випаровування води через продихи протікає менш інтенсивно і в результаті зменшується тепловіддача і, навпаки); накопичення в клітинах солей, що змінюють температуру згортання плазми, властивість хлорофілу перешкоджатиме проникненню найбільш гарячих сонячних променів. Накопичення у морозостійких рослин у клітинах цукру та інших речовин, що збільшують концентрацію клітинного соку, робить рослину більш витривалою і має велике значення для їхньої терморегуляції. Вплив теплового режиму простежується і тварин. У міру віддалення від полюсів до екватора розміри близьких у систематичному відношенні тварин з незмінною температурою тіла збільшуються, а з постійною – зменшуються. Це становище відбиває правило Бергмана. Одна з причин такого явища – підвищення температури у тропіках та субтропіках. У дрібних форм відносна поверхня тіла зростає і збільшується тепловіддача, що негативно позначається на помірних і високих широтах насамперед тварин з непостійною температурою тіла. Температура тіла організмів має суттєвий формотворчий вплив. Під дією теплового фактора у них формуються такі морфологічні ознакияк відбивна поверхня; жирові відкладення, пуховий, пір'яний і шерстий покриви у птахів, і ссавців. В Арктиці високо в горах більшість комах мають темне забарвлення, що сприяє посиленому поглинанню сонячних променів. У тварин із постійною температурою тіла у холодних кліматичних зонах спостерігається тенденція до зменшення площі виступаючих частин тіла – правило Алленаоскільки вони віддають у навколишнє середовище найбільшу кількість тепла (рисунок 3.2). У ссавців за низьких температур відносно скорочуються розміри хвоста, кінцівок, вух, краще розвивається волосяний покрив. Так, розміри вух у песця (мешканця тундри) невеликі, вони збільшуються у лисиці, типової для помірних широт, і стають досить великими у фенека (мешканця пустель Африки). В цілому, стосовно температури анатомо-морфологічні зміни як у рослин, так і у тварин, в першу чергу спрямовані на регулювання рівня тепловтрат. У ході тривалого історичного розвитку, пристосовуючись до періодичних змін температурних умов, організми, у тому числі, що мешкають у лісах, виробили різну потребу тепла в різні періоди життя.

Рисунок 3.2 – Відмінності у довжині вух у трьох видів лисиць,

що мешкають у різних географічних областях

(за А. С. Степановським, 2003)

Тепловий режим впливає і на розподіл рослин та тварин по земній кулі. Вони історично пристосовані до певних теплових режимів. Тому температурний фактор має безпосереднє відношення до поширення рослин та тварин. Він у тому чи іншою мірою обумовлює заселеність різних природних зон організмами. У 1918 р. А. Холкінс сформулював біокліматичний закон. Він встановив, що існує закономірний, досить тісний зв'язок розвитку фенологічних явищ із широтою, довготою та висотою над рівнем моря. Суть цього закону полягає в тому, що в міру просування на північ, схід і в гори час настання періодичних явищ (як цвітіння, плодоношення, скидання листя) у життєдіяльності організмів запізнюється на 4 дні на кожен градус широти, 5 градусів довготи і приблизно на 100 м висоти. Відзначається зв'язок між межами поширення рослин та тварин з числом днів на рік, що мають певну середню температуру. Наприклад, ізолінії із середньодобовою температурою понад 7°С протягом понад 225 днів на рік збігаються з кордоном поширення бука в Європі. Однак при цьому велике значення мають не середньодобові температури, а коливання їх у комплексі з іншими екологічними факторами, екокліматичними та мікрокліматичними умовами.

Розподіл тепла пов'язаний з різними факторами: наявністю водойм (близько них амплітуда температурних коливань менше); особливості рельєфу, топографії місцевості. Так, на північних та південних схилах пагорбів, ярів спостерігаються досить великі температурні відмінності. Рельєф місцевості, визначаючи експозицію схилів, впливає на ступінь їхнього прогрівання. Це призводить до формування на південних і північних схилах рослинних асоціацій і тварин угруповань, що різняться. На півдні тундри лісова рослинність зустрічається на схилах у долинах річок, у заплавах або на пагорбах серед рівнини, оскільки саме ці місця найбільше прогріваються.

Зі зміною температури повітря змінюється і температура ґрунту. Різні ґрунти залежно від кольору, структури, зволоження, експозиції прогріваються по-різному. Нагріванню, як і охолодженню поверхні ґрунту, перешкоджає рослинний покрив. Вдень температура повітря під пологом лісу завжди нижча, ніж на відкритих просторах, а вночі у лісі тепліше, ніж у полі. Це позначається на видовому складі тварин: навіть у одній території вони часто бувають різні.

До важливих екологічних факторів належить вологість (вода) . Вода потрібна для будь-якої протоплазми. За участю води протікають усі фізіологічні процеси. Живі організми використовують водні розчини (такі, як кров і травні соки) підтримки своїх фізіологічних процесів. Вона найчастіше інших екологічних факторів лімітує зростання та розвиток рослин. Вода з екологічної точки зору служить обмежуючим фактором як у наземних місцеперебування, так і у водних, де її кількість піддана сильним коливанням. Слід зазначити, що наземні організми постійно втрачають воду і потребують регулярного поповнення її. У процесі еволюції вони виробили численні пристосування, регулюючі водний обмін. Потреба рослин у воді різні періодирозвитку неоднакова, особливо в різних видів. Змінюється вона залежно від клімату та типу ґрунту. Для кожної фази росту та стадії розвитку будь-якого виду рослин виділяють критичний період, коли нестача води особливо негативно позначається на його життєдіяльності. Майже повсюдно, окрім вологих тропіків, наземні рослини відчувають посуху, тимчасову нестачу води. Дефіцит вологи знижує приріст рослин, є причиною їхньої низькорослості, безплідності через недорозвинення генеративних органів. Атмосферна посуха сильно проявляється при високих літніх температурах, ґрунтова – при зменшенні ґрунтової вологи. При цьому є рослини, чутливі до того чи іншого дефіциту. Бук може жити на порівняно сухому ґрунті, але дуже чутливий до вологості повітря. Лісові рослини вимагають підвищеного вмісту парів води у повітрі. Вологість повітря обумовлює періодичність активного життя організмів, сезонну динаміку перебігу життєвих циклів, впливає на тривалість їх розвитку, плодючість, смертність.

Як видно, кожен із перерахованих факторів відіграє велику роль у житті організмів. Але спільна дія світла, температури, вологості також має важливе значення для них. атмосферні гази (кисень, вуглекислий газ, водень), біогенні елементи (фосфор, азот), кальцій, сірка, магній, мідь, кобальт, залізо, цинк, бор, кремній; течії та тиск, солоність, інші екологічні абіотичні фактори впливають на організми. Узагальнені дані щодо основних абіотичних факторів середовища, ритмічності та сфери їх дії представлені в таблиці 2.

Попередня

Вступ

Щодня ви, поспішаючи у справах, ходите вулицею, щулячись від холоду або обливаючись потім від спеки. А після робочого дня йдете до магазину, купуєте продукти харчування. Вийшовши з магазину, спішно зупиняєте маршрутку, що проїжджає, і безсило опускаєтеся на найближче вільне місце. Для багатьох це знайомий спосіб життя, чи не так? А ви ніколи не замислювалися над тим, як протікає життя з погляду екології? Існування людини, рослин та тварин можливе лише завдяки їх взаємодії. Не обходиться воно і впливу неживої природи. Кожен із цих типів впливу має своє позначення. Отже, існує лише три види впливу на довкілля. Це антропогенні, біотичні та абіотичні фактори. Давайте розглянемо кожен із них та його вплив на природу.

1. Антропогенні чинники - впливом геть природу всіх форм діяльності людини

Коли згадується цей термін, на думку не спадає жодної позитивної думки. Навіть коли люди роблять щось хороше для тварин і рослин, то відбувається це через наслідки раніше зробленого поганого (наприклад, браконьєрства).

Антропогенні фактори (приклади):

• Висушування боліт.
• Добриво поля пестицидами.
• Браконьєрство.
• Промислові відходи (фото)

Висновок

Як бачите, в основному людина завдає навколишньому середовищу лише шкоди. І через збільшення господарського та промислового виробництва навіть природоохоронні заходи, що започатковуються рідкісними добровольцями (створення заповідників, екологічні мітинги), вже перестають допомагати.

2. Біотичні чинники – вплив живої природи на різноманітні організми

Простіше кажучи, це взаємодія рослин та тварин між собою. Воно може бути як позитивним, і негативним. Існує кілька видів такої взаємодії:

1. Конкуренція - такі взаємозв'язки між особами одного чи різних видів, у яких використання певного ресурсу однією з них зменшує його доступність іншим. Загалом, при конкуренції тварини чи рослини борються між собою за свій шматок хліба

2. Мутуалізм - такий взаємозв'язок, коли кожен із видів отримує певну користь. Простіше кажучи, коли рослини та/або тварини гармонійно доповнюють одна одну.

3. Комменсалізм - така форма симбіозу між організмами різних видів, при якій один із них використовує житло або організм господаря як місце поселення і може харчуватися залишками їжі або продуктами його життєдіяльності. При цьому він не приносить господареві ні шкоди, ні користі. Загалом, маленьке непомітне доповнення.

Біотичні фактори (приклади):

Співіснування риб та коралових поліпів, джгутикових найпростіших і комах, дерев та птахів (наприклад, дятлів), шпаків-майн та носорогів.

Висновок

Незважаючи на те, що біотичні фактори можуть завдавати шкоди тваринам, рослинам та людині, від них є і дуже велика користь.

3. Абіотичні фактори – вплив неживої природи на різноманітні організми

Так, і нежива природа теж відіграє важливу роль у життєвих процесах тварин, рослин та людини. Мабуть, найголовнішим абіотичним фактором є погода.

Абіотичні фактори: приклади

Абіотичні фактори - це температура, вологість, освітленість, солоність води та ґрунту, а також повітряне середовище та його газовий склад.

Висновок

Абіотичні фактори можуть завдавати шкоди тваринам, рослинам та людині, але все-таки в основному вони приносять їм користь

Підсумок

Єдиний фактор, який не приносить нікому користі – це антропогенний. Так, людині він теж не приносить нічого доброго, хоча той упевнений, що змінює природу для свого блага, і не замислюється, на що перетвориться для нього та його нащадків це "благо" через десяток років. Людиною вже повністю знищено багато видів тварин та рослин, які мали своє місце у світовій екосистемі. Біосфера Землі схожа на фільм, у якому немає другорядних ролей, усі вони є головними. А ось тепер уявіть, що деякі з них забрали. Що вийде у фільмі? Ось так і в природі: якщо зникне найменша піщинка, звалиться велика будівля Життя.