Z tej lekcji dowiesz się o klasyfikacji czynników środowiskowych oraz zapoznasz się z czynnikami abiotycznymi: temperaturą i światłem. Dowiedz się, jakie adaptacje powstają u roślin i zwierząt w związku z potrzebą przetrwania w niskich lub wysokich temperaturach, zapoznaj się z takimi grupami ekologicznymi zwierząt, jak psychrofile, termofile i mezofile. Ponadto dowiesz się o znaczeniu długości fali światła w życiu roślin, wpływie czasu trwania i natężenia promieniowania na rozmieszczenie i cykle życiowe organizmów żywych. Dowiedz się, jak jeszcze światło słoneczne może wpłynąć na nasze życie.

Dziś porozmawiamy o czynnikach abiotycznych oddziałujących na organizmy żywe w ekosystemach (schemat 1).

Schemat 1. Czynniki środowiskowe

Czynniki abiotyczne- czynniki przyrody nieożywionej.

Na przykład temperatura, wilgotność i oświetlenie.

Czynniki biotyczne Są to czynniki natury żywej.

Na przykład aktywność drapieżników lub praca bakterii wiążących azot.

Czynniki biotyczne i abiotyczne są ze sobą bardzo ściśle powiązane. Na przykład wzrost form drzewiastych przyczynia się do zmniejszenia oświetlenia (patrz wideo).

Czynniki antropogeniczne- zjawiska i procesy zdeterminowane działalnością człowieka.

Do najważniejszych czynników abiotycznych zalicza się: temperaturę, wilgotność, światło i skład chemiczny środowiska.

Temperatura określa szybkość reakcji biochemicznych zachodzących w organizmie istot żywych.

Organizmy, które potrafią utrzymać stałą temperaturę ciała, nazywane są organizmami ciepłokrwisty. Nazywa się inne organizmy, których temperatura zależy od temperatury otoczenia opanowany. Zarówno pierwszy, jak i drugi mogą istnieć tylko w określonych granicach temperatur (ryc. 1).

Ryż. 1. Zwierzę stałocieplne (pies) i zimnokrwiste (żaba).

Nazywa się osoby i społeczności żyjące na obszarach o niskich temperaturach psychrofile(kochają zimno) (zobacz wideo).

Należą do nich zbiorowiska tundry, szczyty górskie i lód, biocenozy Arktyki i Antarktyki. Psychrofile mogą żyć w temperaturach ujemnych i rzadko występują w temperaturach powyżej +10 o C.

Nazywa się organizmy żyjące w wysokich temperaturach termofile(lubią ciepło). Występują w lasach równikowych i tropikalnych, nie tolerują ochłodzenia poniżej +10 o C i mogą występować w temperaturach +40 o C i wyższych (patrz wideo). Ekstremalne termofile żyją w temperaturach powyżej +100 o C.

Nazywa się jednostki i społeczności preferujące średnie temperatury (od +10 do +30 o C). mezofile. Ty, ja i wiele innych stworzeń na Ziemi jesteśmy mezofilami.

Zwierzęta rozwinęły przystosowania do zwalczania hipotermii i przegrzania. Na przykład wraz z nadejściem zimy rośliny i zwierzęta o niestabilnej temperaturze ciała przechodzą w stan spoczynku ( anabioza).

Tempo metabolizmu w zawieszonej animacji maleje. W ramach przygotowań do zimy w tkankach tych zwierząt magazynuje się dużo tłuszczu i węglowodanów, zmniejsza się ilość wody w komórkach, a w cytoplazmie komórek gromadzą się cukry i glicerol, co zapobiega zamarzaniu. Zwiększa się mrozoodporność zimujących organizmów.

Przeciwnie, w sezonie gorącym aktywowane są mechanizmy fizjologiczne, które chronią organizm przed przegrzaniem. U roślin wzrasta parowanie z powierzchni i transpiracja wody przez aparaty szparkowe, podczas gdy powierzchnia liści ochładza się. U zwierząt wzrasta intensywność parowania przez gruczoły potowe.

Kolejnym ważnym czynnikiem dla organizmów żywych jest oświetlenie. Na istoty żywe wpływa długość fali odbieranego światła, czas trwania promieniowania i intensywność promieniowania.

Rośliny potrzebują oświetlenia, ponieważ od niego zależy faza jasna procesu fotosyntezy.

U zwierząt oświetlenie warunkuje zdolność widzenia (w świetle lub w ciemności), nagrzewanie powierzchni ciała oraz szereg ważnych reakcji biochemicznych i fizjologicznych związanych z cyklem dobowym.

Zmiana jasnych i ciemnych okresów dnia - periodyzm- określa codzienną aktywność zwierząt i roślin (patrz wideo).

W zależności od czasu aktywności zwierzęta z noc, dzień I zmierzch droga życia.

Oprócz Dzienna dieta istnieją na przykład większe cykle sezonowy Lub coroczny.

Światło słoneczne padające na Ziemię można podzielić na trzy frakcje:

Widzialne światło- ważny w codziennym trybie życia, reguluje procesy biochemiczne i fizjologiczne.

Światło podczerwone- decyduje o nagrzaniu powierzchni organizmów.

Światło ultrafioletowe- determinuje procesy zależne od promieniowania, zabija mikroorganizmy, uszkadza układy enzymatyczne.

Jak widziałeś powyżej, żywe istoty można podzielić na grupy ze względu na światło. Podział ten jest bardziej wyraźny u roślin (patrz wideo). Istnieją trzy grupy gatunków w odniesieniu do oświetlenia:

Z kochający wiatrrośliny rosną na otwartych przestrzeniach, w warunkach nadmiernego bezpośredniego światła słonecznego.

Rośliny kochające cień preferują zacienione siedliska.

Odporny na cieńroślinyŻyją zarówno w dobrze oświetlonych, jak i słabo oświetlonych miejscach.

Jak wiadomo, kończyny ptaków są słabo chronione przed zimnem. Inne organizmy stałocieplne nie mogą sobie na to pozwolić, ponieważ ochłodzenie krwi w nogach szkodzi narządom wewnętrznym, do których trafia schłodzona krew w nogach. Ale ptaki przystosowały się z jednej strony do tego, aby nie nagrzewać kończyn, a z drugiej do utrzymywania temperatury krwi obmywającej ich narządy wewnętrzne.

W nogach ptaków tętnice i żyły stykają się bezpośrednio, w efekcie ciepła krew, rozgrzewając się w tętnicach, schładza krew żylną kierującą się do serca. Ponieważ temperatura krwi w nogach i ciele różni się o dziesiątki stopni, nie marnuje się na to dodatkowej energii (patrz wideo).

Życie we wrzącej wodzie

Wiadomo, że w temperaturach powyżej +60 o C białka ulegają denaturacji, a organizmy giną. Na tym zjawisku opiera się przemysłowy proces pasteryzacji. Jednak niedawno odkryto unikalne zbiorowiska żywych stworzeń żyjących w rynsztokach podwodnych gejzerów w temperaturach powyżej +100 o C (ryc. 2).

Okazało się, że ich białka zachowują swoją czwartorzędową strukturę, czyli nie ulegają denaturacji w wysokich temperaturach. Unikalna sekwencja takich niedenaturujących białek została opracowana w ciągu wielu stuleci ewolucji w gorących źródłach.

Ryż. 2. Podwodne zbiorowiska organizmów ciepłolubnych

Wielokolorowe algi

Różnicę w kolorze glonów tłumaczy się ich zdolnością do przystosowania się do wykorzystania światła z różnych części widma światła podczas fotosyntezy.

Składniki widmowe wnikają w słup wody na różnych głębokościach, promienie czerwone wnikają tylko w górne warstwy, natomiast promienie niebieskie wnikają znacznie głębiej. Aby chlorofil mógł działać, konieczne jest promieniowanie z czerwonej i niebieskiej części widma (ryc. 3).

Z tego powodu zielone glony występują zwykle tylko na głębokościach kilku metrów.

Obecność pigmentu przeprowadzającego fotosyntezę w żółto-zielonym świetle pozwala brunatnicom żyć na głębokościach do 200 m.

Pigmenty krasnorostów wykorzystują światło zielone i niebieskie, dlatego krasnorosty zamieszkują głębokości do 270 m.

Ryż. 3. Rozmieszczenie glonów w słupie wody ze względu na obecność różnych pigmentów fotosyntetycznych. Zielone algi żyją na powierzchni do głębokości 10 m, brunatnice żyją na głębokości do 200 m, a krasnorosty żyją na głębokości 270 m i więcej.

W ten sposób zapoznałeś się z abiotycznymi czynnikami środowiska - temperaturą i światłem, a także ich znaczeniem w życiu istot żywych.

Bibliografia

AA Kamensky, E.A. Kriksunov, V.V. Pszczelarz. Biologia ogólna, klasy 10-11. - M.: Drop, 2005. Pobierz podręcznik z linku: ()
D.K. Bielajew. Biologia w klasie 10-11. Biologia ogólna. Podstawowy poziom. - Wydanie 11, stereotypowe. - M.: Edukacja, 2012. - 304 s. ()
V.B. Zacharow, S.G. Mamontow, N.I. Sonin, ET Zacharowa. Biologia 11 klasa. Biologia ogólna. Poziom profilu. - Wydanie V, stereotypowe. - M.: Drop, 2010. - 388 s. ()
Jak skład pigmentów fotosyntetycznych w algach ma związek z ich rozmieszczeniem?
Czy możliwe jest życie we wrzącej wodzie? Jakie urządzenia są do tego potrzebne?
Porozmawiaj ze znajomymi, jak możesz wykorzystać w praktyce wiedzę o wpływie czynników abiotycznych na organizmy żywe.

test

1. Światło jako czynnik środowiskowy. Rola światła w życiu organizmów

Światło jest jedną z form energii. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki, czyli prawem zachowania energii, energia może przechodzić z jednej formy w drugą. Zgodnie z tym prawem organizmy stanowią układ termodynamiczny, który stale wymienia energię i materię z otoczeniem. Organizmy na powierzchni Ziemi narażone są na przepływ energii, głównie słonecznej, a także długofalowego promieniowania cieplnego ciał kosmicznych. Obydwa te czynniki determinują warunki klimatyczne środowiska (temperatura, szybkość parowania wody, ruch powietrza i wody). Światło słoneczne o energii 2 cal pada na biosferę z kosmosu. o 1 cm 2 w ciągu 1 min. Jest to tak zwana stała słoneczna. Światło to przechodząc przez atmosferę jest osłabione i w pogodne południe, tj. w pogodne południe, do powierzchni Ziemi może dotrzeć nie więcej niż 67% jego energii. 1,34 kal. na cm2 w 1 min. Przechodząc przez zachmurzenie, wodę i roślinność, światło słoneczne ulega dalszemu osłabieniu, a rozkład w nim energii w różnych częściach widma zmienia się znacząco.

Stopień tłumienia światła słonecznego i promieniowania kosmicznego zależy od długości fali (częstotliwości) światła. Promieniowanie ultrafioletowe o długości fali mniejszej niż 0,3 mikrona prawie nie przenika przez warstwę ozonową (na wysokości około 25 km). Promieniowanie takie jest niebezpieczne dla żywego organizmu, w szczególności dla protoplazmy.

W przyrodzie żywej światło jest jedynym źródłem energii, wszystkie rośliny oprócz bakterii? fotosynteza, tj. syntetyzować substancje organiczne z substancji nieorganicznych (tj. z wody, soli mineralnych i CO 2 - wykorzystując w procesie asymilacji energię promieniowania). Odżywianie wszystkich organizmów zależy od lądowych organizmów fotosyntetyzujących, tj. rośliny niosące chlorofil.

Światło jako czynnik środowiskowy dzieli się na ultrafiolet o długości fali 0,40 - 0,75 mikrona i podczerwień o długości fali większej niż te wielkości.

Działanie tych czynników zależy od właściwości organizmów. Każdy typ organizmu jest przystosowany do określonej długości fali światła. Niektóre rodzaje organizmów przystosowały się do promieniowania ultrafioletowego, inne zaś do promieniowania podczerwonego.

Niektóre organizmy potrafią rozróżnić długości fal. Mają specjalne systemy postrzegania światła i widzenia kolorów, które mają ogromne znaczenie w ich życiu. Wiele owadów jest wrażliwych na promieniowanie krótkofalowe, którego człowiek nie jest w stanie dostrzec. Ćmy dobrze odbierają promienie ultrafioletowe. Pszczoły i ptaki dokładnie określają swoje położenie i poruszają się po terenie nawet w nocy.

Organizmy silnie reagują także na natężenie światła. Na podstawie tych cech rośliny dzieli się na trzy grupy ekologiczne:

1. Kochające światło, kochające słońce lub heliofity - które mogą normalnie rozwijać się tylko pod promieniami słońca.

2. Rośliny cieniolubne, czyli sciofity, to rośliny niższych warstw lasów i rośliny głębinowe, na przykład konwalie i inne.

Wraz ze spadkiem natężenia światła fotosynteza również zwalnia. Wszystkie żywe organizmy mają progową wrażliwość na natężenie światła, a także na inne czynniki środowiskowe. Różne organizmy mają różny próg wrażliwości na czynniki środowiskowe. Przykładowo intensywne światło hamuje rozwój muszek Drosophila, powodując nawet ich śmierć. Karaluchy i inne owady nie lubią światła. U większości roślin fotosyntetycznych przy niskim natężeniu światła następuje zahamowanie syntezy białek, natomiast u zwierząt procesy biosyntezy.

3. Heliofity tolerujące cień lub fakultatywne. Rośliny dobrze rosnące zarówno w cieniu, jak i na świetle. U zwierząt te właściwości organizmów nazywane są kochającymi światło (fotofilami), kochającymi cień (fotofobami), euryfobicznymi - stenofobicznymi.

Połączenia biotyczne organizmów w biocenozach. Problem wytrącania się kwasu

Czynnik środowiskowy to pewien stan lub element środowiska, który ma określony wpływ na organizm. Czynniki środowiskowe dzielą się na abiotyczne, biotyczne i antropogeniczne...

Woda i zdrowie: różne aspekty

Woda jest największym „produktem spożywczym” pod względem spożycia w diecie człowieka. Woda jest substancją uniwersalną, bez której życie nie jest możliwe. Woda jest niezbędnym składnikiem wszystkich żywych istot. Rośliny zawierają aż do 90% wody...

Ochrona środowiska

Znaczenie roślinności w przyrodzie i życiu człowieka jest bardzo duże. Rośliny zielone poprzez fotosyntezę i wydalanie zapewniają życie na Ziemi. Fotosynteza to złożony proces biochemiczny...

Podstawowe zagadnienia ochrony środowiska

Zasoby naturalne to składniki przyrody wykorzystywane przez człowieka w procesie jego działalności gospodarczej. Zasoby naturalne odgrywają niezwykle ważną rolę w życiu człowieka...

Ochrona dzikiej przyrody

Różnorodność zwierząt jest niezwykle ważna przede wszystkim dla głównego procesu - biotycznego cyklu substancji i energii. W żadnej biogeocenozie jeden gatunek nie jest w stanie rozłożyć materii organicznej roślin na produkty końcowe...

Przystosowania roślin do reżimu wodnego

ekologiczna wodna roślina lądowa. Korpus rośliny składa się w 50-90% z wody. Cytoplazma jest szczególnie bogata w wodę (85-90%) i jest jej dużo w organellach komórki. Woda ma ogromne znaczenie w życiu roślin...

Problemy ekologii i środowiska życia

Każdy człowiek musi dbać o zapewnienie zdrowego środowiska, stale chronić florę i faunę, powietrze, wodę i glebę przed szkodliwymi skutkami działalności gospodarczej...

Zniszczenie warstwy ozonowej. Metody walki

Jony powietrza mogą być dodatnie lub ujemne. Proces tworzenia ładunku na cząsteczce nazywa się jonizacją, a naładowana cząsteczka nazywa się jonem lub jonem powietrza. Jeśli zjonizowana cząsteczka osiada na cząstce lub plamce kurzu...

Ulga jako czynnik środowiskowy

W przypadku form rzeźbiarskich mniejszych od gór - rozciętych wzgórz - zmiana krajobrazu, a zwłaszcza szaty roślinnej wraz z wysokością, jest bardzo słabo wyrażona. W strefie leśnej domieszki dębu i jesionu w drzewostanach ograniczają się do obszarów wzniesionych...

Rola tlenu, światła i dźwięku w życiu ryb

ryby tlen światło dźwięk aktywność życiowa W życiu organizmów żywych najważniejszą rolę odgrywa promieniowanie ultrafioletowe z zakresu 295-380 nm, część widma widzialnego oraz promieniowanie bliskiej podczerwieni o długości fali do 1100 nm . Procesy...

Temperatura jest najważniejszym czynnikiem środowiskowym. Temperatura ma ogromny wpływ na wiele aspektów życia organizmów w ich rozmieszczeniu geograficznym...

Światło, temperatura i wilgotność jako czynniki środowiskowe

Początkowo wszystkie organizmy były wodne. Podbiwszy ziemię, nie stracili zależności od wody. Woda jest integralną częścią wszystkich żywych organizmów. Wilgotność to ilość pary wodnej w powietrzu. Bez wilgoci i wody nie ma życia...

Czynnik społeczny i środowiskowy jako podstawa kształtowania podejścia do rozwoju nowoczesnego miasta

ecocity ecocity Ostatnio problemy społeczne, gospodarcze i środowiskowe we współczesnych miastach gwałtownie się pogorszyły. W ciągu ostatnich 40 lat obciążenie ekonomiczne kompleksów naturalnych gwałtownie wzrosło...

Człowiek i biosfera

Specjalna nauka, biorytmologia, bada rytmy aktywności i bierności zachodzące w naszym organizmie. Według tej nauki większość procesów zachodzących w organizmie jest zsynchronizowana z okresowymi cyklami słoneczno-księżycowo-ziemskimi...

Rozwój gospodarczy i czynnik środowiskowy

Każdy rozwój gospodarczy opiera się na trzech czynnikach wzrostu gospodarczego: zasobach pracy, sztucznie stworzonych środkach produkcji (kapitale lub sztucznym kapitale), zasobach naturalnych...

Temperatura jako czynnik środowiskowy

Temperatura jest najważniejszym czynnikiem środowiskowym. Temperatura ma ogromny wpływ na wiele aspektów życia organizmów, ich geografię rozmieszczenia, rozmnażanie i inne właściwości biologiczne organizmów, które zależą głównie od temperatury. Zasięg, tj. Granice temperatur, w których może istnieć życie, wahają się od około -200°C do +100°C, a czasami stwierdza się, że bakterie występują w gorących źródłach o temperaturze 250°C. W rzeczywistości większość organizmów może przetrwać w jeszcze węższym zakresie temperatur.

Niektóre rodzaje mikroorganizmów, głównie bakterie i glony, mogą żyć i rozmnażać się w gorących źródłach w temperaturach bliskich temperaturze wrzenia. Górna granica temperatury dla bakterii gorących źródeł wynosi około 90°C. Zmienność temperatury jest bardzo ważna z punktu widzenia ochrony środowiska.

Każdy gatunek jest w stanie żyć tylko w określonym zakresie temperatur, tak zwanych maksymalnych i minimalnych temperatur śmiertelnych. Poza tymi krytycznymi ekstremalnymi temperaturami, zimnem lub ciepłem, następuje śmierć organizmu. Gdzieś pomiędzy nimi znajduje się optymalna temperatura, w której aktywna jest aktywność życiowa wszystkich organizmów, żywej materii jako całości.

Ze względu na tolerancję organizmów na warunki temperaturowe dzieli się je na eurytermiczne i stenotermiczne, tj. w stanie tolerować wahania temperatury w szerokich lub wąskich granicach. Na przykład porosty i wiele bakterii mogą żyć w różnych temperaturach, a storczyki i inne ciepłolubne rośliny ze stref tropikalnych są stenotermiczne.

Niektóre zwierzęta są w stanie utrzymać stałą temperaturę ciała, niezależnie od temperatury otoczenia. Takie organizmy nazywane są homeotermicznymi. U innych zwierząt temperatura ciała zmienia się w zależności od temperatury otoczenia. Nazywa się je poikilotermicznymi. W zależności od sposobu przystosowania organizmów do warunków temperaturowych dzieli się je na dwie grupy ekologiczne: kriofile – organizmy przystosowane do zimna, do niskich temperatur; termofile - lub kochające ciepło.

Wilgotność jako czynnik środowiskowy

Wilgotność jest parametrem charakteryzującym zawartość pary wodnej w powietrzu. Wilgotność bezwzględna to ilość pary wodnej w powietrzu, zależna od temperatury i ciśnienia. Ilość tę nazywa się wilgotnością względną (tj. stosunkiem ilości pary wodnej w powietrzu do ilości pary nasyconej w określonych warunkach temperatury i ciśnienia).

W naturze istnieje codzienny rytm wilgotności. Wilgotność waha się w pionie i poziomie. Czynnik ten, wraz ze światłem i temperaturą, odgrywa dużą rolę w regulacji aktywności organizmów i ich rozmieszczenia. Wilgotność modyfikuje również wpływ temperatury.

Ważnym czynnikiem środowiskowym jest suszenie na powietrzu. Szczególnie dla organizmów lądowych ogromne znaczenie ma wysuszające działanie powietrza. Zwierzęta przystosowują się, przenosząc się do chronionych miejsc i prowadząc aktywny tryb życia w nocy.

Rośliny pobierają wodę z gleby i prawie cała (97-99%) wyparowuje przez liście. Proces ten nazywa się transpiracją. Parowanie chłodzi liście. Dzięki parowaniu jony transportowane są przez glebę do korzeni, jony przemieszczają się pomiędzy komórkami itp.

Pewna ilość wilgoci jest absolutnie niezbędna organizmom lądowym. Wiele z nich do normalnego funkcjonowania wymaga wilgotności względnej wynoszącej 100%, a wręcz przeciwnie, organizm w normalnych warunkach nie może długo żyć w absolutnie suchym powietrzu, ponieważ stale traci wodę. Woda jest istotną częścią żywej materii. Dlatego utrata wody w określonej ilości prowadzi do śmierci.

Rośliny żyjące w klimacie suchym przystosowują się poprzez zmiany morfologiczne i redukcję organów wegetatywnych, zwłaszcza liści.

Zwierzęta lądowe również się dostosowują. Wiele z nich pije wodę, inne wchłaniają ją przez organizm w postaci cieczy lub pary. Na przykład większość płazów, niektóre owady i roztocza. Większość zwierząt pustynnych nigdy nie pije, zaspokajają swoje potrzeby wodą dostarczaną wraz z pożywieniem. Inne zwierzęta uzyskują wodę w procesie utleniania tłuszczu.

Woda jest absolutnie niezbędna organizmom żywym. Dlatego organizmy rozprzestrzeniają się po całym swoim środowisku w zależności od potrzeb: organizmy wodne żyją stale w wodzie; hydrofity mogą żyć tylko w bardzo wilgotnym środowisku.

Hydrofity i higrofity z punktu widzenia wartości ekologicznej należą do grupy stenogirów. Wilgotność ma ogromny wpływ na funkcje życiowe organizmów, np. wilgotność względna wynosząca 70% bardzo sprzyja dojrzewaniu na polu i płodności samic szarańczy wędrownej. Pomyślnie rozmnażane powodują ogromne szkody gospodarcze w uprawach w wielu krajach.

Do ekologicznej oceny rozmieszczenia organizmów wykorzystuje się wskaźnik suchości klimatu. Suchość służy jako czynnik selektywny w klasyfikacji ekologicznej organizmów.

Zatem, w zależności od charakterystyki wilgotności lokalnego klimatu, gatunki organizmów dzielą się na grupy ekologiczne:

1. Hydatofity to rośliny wodne.

2. Hydrofity to rośliny lądowo-wodne.

3. Higrofity to rośliny lądowe żyjące w warunkach dużej wilgotności.

4. Mezofity to rośliny rosnące przy średniej wilgotności

5. Kserofity to rośliny, które rosną przy niewystarczającej wilgotności. Oni z kolei dzielą się na: sukulenty - sukulenty (kaktusy); sklerofity to rośliny o wąskich i małych liściach, zwiniętych w rurki. Dzieli się je również na eukserofity i stypakserofity. Euxerofity to rośliny stepowe. Stypakserofity to grupa traw darniowych wąskolistnych (trawa pierzasta, kostrzewa, tonkonogo itp.). Z kolei mezofity dzielą się również na mezohigrofity, mezokserofity itp.

Chociaż wilgotność ma mniejsze znaczenie niż temperatura, jest jednak jednym z głównych czynników środowiskowych. Przez większą część historii przyrody żywej świat organiczny reprezentowany był wyłącznie przez organizmy wodne. Integralną częścią zdecydowanej większości żywych istot jest woda i prawie wszystkie z nich wymagają środowiska wodnego do rozmnażania się lub łączenia gamet. Zwierzęta lądowe zmuszone są do tworzenia w swoich ciałach sztucznego środowiska wodnego w celu zapłodnienia, co prowadzi do tego, że to drugie staje się wewnętrzne.

Wilgotność to ilość pary wodnej w powietrzu. Można go wyrazić w gramach na metr sześcienny.

Wstęp

1. Światło jako czynnik środowiskowy. Rola światła w życiu organizmów

2. Temperatura jako czynnik środowiskowy

3. Wilgotność jako czynnik środowiskowy

4. Czynniki edaficzne

5. Różne środowiska życia

Wniosek

Wykaz używanej literatury

Wstęp

Na Ziemi panuje ogromna różnorodność warunków życia, co zapewnia różnorodne nisze ekologiczne i ich „populację”. Jednakże pomimo tej różnorodności istnieją cztery jakościowo różne środowiska życia, które charakteryzują się określonym zestawem czynników środowiskowych i w związku z tym wymagają określonego zestawu czynników środowiskowych. adaptacje. Są to środowiska życia: gruntowo-powietrzne (lądowe); woda; gleba; inne organizmy.

Każdy gatunek jest przystosowany do specyficznych warunków środowiskowych – niszy ekologicznej.

Każdy gatunek jest przystosowany do swojego specyficznego środowiska, określonego pożywienia, drapieżników, temperatury, zasolenia wody i innych elementów świata zewnętrznego, bez których nie może istnieć.

Do istnienia organizmów wymagany jest zespół czynników. Zapotrzebowanie organizmu na nie jest różne, jednak każdy z nich w pewnym stopniu ogranicza jego istnienie.

Brak (niedobór) niektórych czynników środowiskowych można zrekompensować innymi podobnymi (podobnymi) czynnikami. Organizmy nie są „niewolnikami” warunków środowiskowych – w pewnym stopniu same dostosowują się i zmieniają warunki środowiskowe w taki sposób, aby łagodzić brak pewnych czynników.

Braku fizjologicznie niezbędnych czynników (światła, wody, dwutlenku węgla, składników odżywczych) w środowisku nie można zrekompensować (zastąpić) innymi.

1. Światło jako czynnik środowiskowy. Rola światła w życiu organizmów

W przyrodzie żywej jedynym źródłem energii jest światło, wszystkie rośliny, z wyjątkiem bakterii, dokonują fotosyntezy, tj. syntetyzować substancje organiczne z substancji nieorganicznych (tj. z wody, soli mineralnych i CO 2 - wykorzystując w procesie asymilacji energię promieniowania). Odżywianie wszystkich organizmów zależy od lądowych organizmów fotosyntetyzujących, tj. rośliny niosące chlorofil.

Światło jako czynnik środowiskowy dzieli się na ultrafiolet o długości fali 0,40 - 0,75 mikrona i podczerwień o długości fali większej niż te wielkości.

Organizmy silnie reagują także na natężenie światła. Na podstawie tych cech rośliny dzieli się na trzy grupy ekologiczne:

1. Kochające światło, kochające słońce lub heliofity - które mogą normalnie rozwijać się tylko pod promieniami słońca.

2. Rośliny cieniolubne, czyli sciofity, to rośliny niższych warstw lasów i rośliny głębinowe, na przykład konwalie i inne.

2. Temperatura jako czynnik środowiskowy

3. Wilgotność jako czynnik środowiskowy

Rośliny żyjące w klimacie suchym przystosowują się poprzez zmiany morfologiczne i redukcję organów wegetatywnych, zwłaszcza liści.

Do ekologicznej oceny rozmieszczenia organizmów wykorzystuje się wskaźnik suchości klimatu. Suchość służy jako czynnik selektywny w klasyfikacji ekologicznej organizmów.

Zatem, w zależności od charakterystyki wilgotności lokalnego klimatu, gatunki organizmów dzielą się na grupy ekologiczne:

1. Hydatofity to rośliny wodne.

2. Hydrofity to rośliny lądowo-wodne.

3. Higrofity - rośliny lądowe żyjące w warunkach dużej wilgotności.

4. Mezofity to rośliny rosnące przy średniej wilgotności

Wilgotność to ilość pary wodnej w powietrzu. Można go wyrazić w gramach na metr sześcienny.

4. Czynniki edaficzne

Czynniki edaficzne obejmują cały zestaw właściwości fizycznych i chemicznych gleby, które mogą mieć wpływ środowiskowy na organizmy żywe. Odgrywają ważną rolę w życiu organizmów ściśle związanych z glebą. Rośliny są szczególnie zależne od czynników edaficznych.

Do głównych właściwości gleby mających wpływ na życie organizmów należy jej budowa fizyczna, tj. nachylenie, głębokość i granulometria, skład chemiczny samej gleby i substancji w niej krążących - gazów (konieczne jest poznanie warunków jej napowietrzenia), wody, substancji organicznych i mineralnych w postaci jonów.

Główną cechą gleby, mającą ogromne znaczenie zarówno dla roślin, jak i zwierząt ryjących, jest wielkość jej cząstek.

Warunki glebowe na lądzie są zdeterminowane czynnikami klimatycznymi. Nawet na niewielkiej głębokości w glebie panuje całkowita ciemność, a ta właściwość jest charakterystyczną cechą siedlisk gatunków unikających światła. W miarę zagłębiania się w glebę wahania temperatury stają się coraz mniej znaczące: dzienne zmiany szybko zanikają, a od pewnej głębokości różnice sezonowe ulegają wygładzeniu. Dzienne różnice temperatur znikają już na głębokości 50 cm, gdy nurkujesz w glebie, zawartość tlenu w niej maleje, a CO 2 wzrasta. Na znacznych głębokościach warunki zbliżają się do warunków beztlenowych, w których żyją niektóre bakterie beztlenowe. Dżdżownice już teraz preferują środowisko o wyższej zawartości CO 2 niż atmosfera.

Wilgotność gleby jest niezwykle ważną cechą, szczególnie dla rosnących na niej roślin. Zależy to od wielu czynników: reżimu opadów, głębokości warstwy, a także właściwości fizykochemicznych gleby, której cząsteczki, w zależności od ich wielkości, zawartości materii organicznej itp. Flora gleb suchych i wilgotnych nie jest taka sama i na tych glebach nie można uprawiać tych samych roślin. Fauna glebowa jest również bardzo wrażliwa na wilgotność gleby i z reguły nie toleruje nadmiernej suchości. Dobrze znanymi przykładami są dżdżownice i termity. Ci drudzy są czasami zmuszeni dostarczać wodę swoim koloniom, tworząc podziemne chodniki na dużych głębokościach. Jednak zbyt duża zawartość wody w glebie zabija masowo larwy owadów.

Minerały niezbędne do odżywiania roślin występują w glebie w postaci jonów rozpuszczonych w wodzie. W glebie można znaleźć co najmniej ślady ponad 60 pierwiastków chemicznych. CO 2 i azot występują w dużych ilościach; zawartość innych, takich jak nikiel czy kobalt, jest niezwykle mała. Niektóre jony są trujące dla roślin, inne wręcz przeciwnie, są niezbędne. Stężenie jonów wodoru w glebie – pH – jest średnio bliskie wartości neutralnej. Flora takich gleb jest szczególnie bogata gatunkowo. Gleby wapienne i słone mają zasadowe pH około 8-9; na torfowiskach torfowiskowych kwaśne pH może spaść do 4.

Niektóre jony mają ogromne znaczenie dla środowiska. Mogą powodować eliminację wielu gatunków i odwrotnie, przyczyniać się do rozwoju bardzo unikalnych form. Gleby leżące na wapieniu są bardzo bogate w jon Ca +2; Rozwija się na nich specyficzna roślinność zwana kalcefitem (w górach szarotka; wiele rodzajów storczyków). W przeciwieństwie do tej roślinności występuje roślinność kalcyfobiczna. Obejmuje kasztanowiec, orlicę i większość wrzosów. Roślinność taką nazywa się czasami roślinnością krzemienną, gdyż tereny ubogie w wapń zawierają odpowiednio więcej krzemu. W rzeczywistości ta roślinność nie faworyzuje bezpośrednio krzemu, ale po prostu unika wapnia. Niektóre zwierzęta mają organiczne zapotrzebowanie na wapń. Wiadomo, że kury przestają składać jaja w twardych skorupkach, jeśli kurnik znajduje się na obszarze o ubogiej w wapń glebie. Strefa wapienna jest obficie zasiedlona przez ślimaki muszlowe (ślimaki), które są tu szeroko reprezentowane gatunkowo, ale na granitowych masywach prawie całkowicie zanikają.

Na glebach bogatych w jon 0 3 rozwija się także specyficzna flora zwana nitrofilną. Często spotykane na nich pozostałości organiczne zawierające azot są rozkładane przez bakterie najpierw do soli amonowych, następnie do azotanów, a na końcu do azotanów. Rośliny tego typu tworzą na przykład gęste zarośla w górach w pobliżu pastwisk bydła.

Gleba zawiera również materię organiczną powstającą w wyniku rozkładu martwych roślin i zwierząt. Zawartość tych substancji maleje wraz ze wzrostem głębokości. W lesie ważnym źródłem ich zaopatrzenia jest np. ściółka z opadłych liści, a ściółka z drzew liściastych jest pod tym względem bogatsza niż iglasta. Żywi się organizmami destrukcyjnymi – roślinami saprofitycznymi i zwierzętami saprofagowymi. Saprofity reprezentowane są głównie przez bakterie i grzyby, ale wśród nich można spotkać także rośliny wyższe, które w wyniku adaptacji wtórnej utraciły chlorofil. Takie są na przykład storczyki.

5. Różne środowiska życia

Według większości autorów badających pochodzenie życia na Ziemi, ewolucyjnie pierwotnym środowiskiem życia było środowisko wodne. Znajdujemy sporo pośrednich potwierdzeń tego stanowiska. Po pierwsze, większość organizmów nie jest zdolna do aktywnego życia bez przedostania się wody do organizmu lub przynajmniej bez utrzymania określonej zawartości płynów w organizmie.

Być może główną cechą wyróżniającą środowisko wodne jest jego względny konserwatyzm. Przykładowo amplituda sezonowych lub dobowych wahań temperatury w środowisku wodnym jest znacznie mniejsza niż w środowisku lądowo-powietrznym. Topografia dna, różnice w warunkach na różnych głębokościach, obecność raf koralowych itp. stwarzają różnorodne warunki w środowisku wodnym.

Charakterystyka środowiska wodnego wynika z właściwości fizycznych i chemicznych wody. Zatem duża gęstość i lepkość wody mają ogromne znaczenie dla środowiska. Ciężar właściwy wody jest porównywalny z ciężarem ciała organizmów żywych. Gęstość wody jest około 1000 razy większa niż gęstość powietrza. Dlatego organizmy wodne (zwłaszcza te aktywnie poruszające się) napotykają dużą siłę oporu hydrodynamicznego. Z tego powodu ewolucja wielu grup zwierząt wodnych poszła w kierunku kształtowania się kształtów ciała i typów ruchu, które zmniejszają opór, co prowadzi do zmniejszenia kosztów energii potrzebnej do pływania. Zatem opływowy kształt ciała występuje u przedstawicieli różnych grup organizmów żyjących w wodzie - delfinów (ssaków), ryb kostnych i chrzęstnych.

Duża gęstość wody powoduje również, że drgania mechaniczne dobrze rozprzestrzeniają się w środowisku wodnym. Miało to znaczenie w ewolucji narządów zmysłów, orientacji przestrzennej i komunikacji między mieszkańcami wód. Prędkość dźwięku w środowisku wodnym, czterokrotnie większa niż w powietrzu, determinuje wyższą częstotliwość sygnałów echolokacyjnych.

Ze względu na dużą gęstość środowiska wodnego jego mieszkańcy pozbawieni są obowiązkowego połączenia z podłożem, charakterystycznego dla form lądowych i związanego z siłami grawitacji. Istnieje zatem cała grupa organizmów wodnych (zarówno roślin, jak i zwierząt), które istnieją bez obowiązkowego połączenia z dnem lub innym podłożem, „unosząc się” w słupie wody.

Środowisko gruntowo-powietrzne charakteryzuje się ogromną różnorodnością warunków życia, nisz ekologicznych i zamieszkujących je organizmów.

Głównymi cechami środowiska lądowo-powietrznego są duża amplituda zmian czynników środowiskowych, niejednorodność środowiska, działanie sił grawitacyjnych i mała gęstość powietrza. Zespół czynników fizyczno-geograficznych i klimatycznych charakterystycznych dla określonej strefy naturalnej prowadzi do ewolucyjnego kształtowania się morfofizjologicznych adaptacji organizmów do życia w tych warunkach, różnorodności form życia.

Powietrze atmosferyczne charakteryzuje się niską i zmienną wilgotnością. Okoliczność ta w dużym stopniu ograniczyła (ograniczyła) możliwości opanowania środowiska gruntowo-powietrznego, a także ukierunkowała ewolucję gospodarki wodno-solnej i budowy narządów oddechowych.

Gleba jest efektem działalności organizmów żywych.

Ważną cechą gleby jest także obecność pewnej ilości materii organicznej. Powstaje w wyniku śmierci organizmów i jest częścią ich odchodów (wydzielin).

Warunki siedliska glebowego determinują takie właściwości gleby, jak jej napowietrzenie (czyli nasycenie powietrzem), wilgotność (obecność wilgoci), pojemność cieplną i reżim termiczny (dzienne, sezonowe, roczne wahania temperatury). Reżim termiczny w porównaniu ze środowiskiem gruntowo-powietrznym jest bardziej konserwatywny, szczególnie na dużych głębokościach. Ogólnie rzecz biorąc, gleba ma dość stabilne warunki życia.

Różnice pionowe są również charakterystyczne dla innych właściwości gleby, na przykład przenikanie światła w naturalny sposób zależy od głębokości.

Organizmy glebowe charakteryzują się specyficznymi narządami i rodzajami ruchu (zakopywanie kończyn u ssaków, zdolność do zmiany grubości ciała, obecność wyspecjalizowanych torebek na głowie u niektórych gatunków); kształt ciała (okrągły, wulkaniczny, robakowaty); trwałe i elastyczne osłony; redukcja oczu i zanik pigmentów. Wśród mieszkańców gleby szeroko rozwinięta jest saprofagia - zjadanie zwłok innych zwierząt, gnicie szczątków itp.

Wniosek

Odejście jednego z czynników środowiskowych poza wartości minimalne (progowe) lub maksymalne (ekstremalne) (charakterystyczna dla gatunku strefa tolerancji) grozi śmiercią organizmu nawet przy optymalnej kombinacji innych czynników. Przykłady obejmują: pojawienie się atmosfery tlenowej, epokę lodowcową, suszę, zmiany ciśnienia podczas wynurzania się nurków itp.

Każdy czynnik środowiskowy w różny sposób wpływa na różne typy organizmów: dla niektórych wartość optymalna może być wartością pesymalną dla innych.

Organizmy na powierzchni Ziemi narażone są na przepływ energii, głównie słonecznej, a także długofalowego promieniowania cieplnego ciał kosmicznych. Obydwa te czynniki determinują warunki klimatyczne środowiska (temperatura, szybkość parowania wody, ruch powietrza i wody).

Ważnym czynnikiem środowiskowym jest suszenie na powietrzu. Szczególnie dla organizmów lądowych ogromne znaczenie ma wysuszające działanie powietrza.

Wykaz używanej literatury

1. Dedyu I.I. Ekologiczny słownik encyklopedyczny. - Kiszyniów: Wydawnictwo ITU, 1990. - 406 s.

2. Novikov G.A. Podstawy ekologii ogólnej i ochrony przyrody. - L.: Wydawnictwo Leningr. Uniwersytet, 1979. - 352 s.

3. Radkiewicz V.A. Ekologia. - Mińsk: Szkoła wyższa, 1983. - 320 s.

4. Reimers N.F. Ekologia: teoria, prawa, reguły, zasady i hipotezy. -M .: Młoda Rosja, 1994. - 367 s.

5. Ricklefs R. Podstawy ekologii ogólnej. - M.: Mir, 1979. - 424 s.

6. Stepanovskikh A.S. Ekologia. - Kurgan: GIPP „Zauralye”, 1997. - 616 s.

7. Christoforova N.K. Podstawy ekologii. - Władywostok: Dalnauka, 1999. -517 s.

Czynniki środowiskowe to zespół warunków środowiskowych wpływających na organizmy żywe. Wyróżnić czynniki nieożywione— abiotyczny (klimatyczny, edaficzny, orograficzny, hydrograficzny, chemiczny, pirogeniczny), czynniki związane z dziką przyrodą— czynniki biotyczne (fitogeniczne i zoogeniczne) i antropogeniczne (wpływ działalności człowieka). Czynniki ograniczające obejmują wszelkie czynniki ograniczające wzrost i rozwój organizmów. Adaptacją organizmu do środowiska nazywa się adaptacją. Wygląd zewnętrzny organizmu, odzwierciedlający jego zdolność przystosowania się do warunków środowiskowych, nazywany jest formą życia.

Pojęcie czynników środowiskowych środowiska, ich klasyfikacja

Poszczególne składniki środowiska oddziałujące na organizmy żywe, na które reagują reakcjami adaptacyjnymi (adaptacjami), nazywane są czynnikami środowiskowymi lub czynnikami ekologicznymi. Innymi słowy, nazywa się zespół warunków środowiskowych wpływających na życie organizmów środowisko Czynniki środowiskowe.

Wszystkie czynniki środowiskowe są podzielone na grupy:

1. obejmują elementy i zjawiska przyrody nieożywionej, które bezpośrednio lub pośrednio oddziałują na organizmy żywe. Wśród wielu czynników abiotycznych główną rolę odgrywają:

klimatyczny(promieniowanie słoneczne, światło i warunki świetlne, temperatura, wilgotność, opady, wiatr, ciśnienie atmosferyczne itp.);
edaficzny(struktura mechaniczna i skład chemiczny gleby, wilgotność, warunki wodne, powietrzne i termiczne gleby, kwasowość, wilgotność, skład gazowy, poziom wód gruntowych itp.);
orograficzne(rzeźba terenu, ekspozycja zbocza, nachylenie zbocza, różnica wzniesień, wysokość nad poziomem morza);
hydrograficzne(przezroczystość wody, płynność, przepływ, temperatura, kwasowość, skład gazu, zawartość substancji mineralnych i organicznych itp.);
chemiczny(skład gazowy atmosfery, skład soli w wodzie);
pirogenne(narażenie na ogień).

2. - ogół powiązań między organizmami żywymi i ich wzajemny wpływ na siedlisko. Wpływ czynników biotycznych może być nie tylko bezpośredni, ale także pośredni, wyrażający się w dostosowaniu czynników abiotycznych (na przykład zmiany składu gleby, mikroklimat pod okapem lasu itp.). Czynniki biotyczne obejmują:

fitogeniczny(wpływ roślin na siebie nawzajem i na środowisko);
zoogeniczny(wpływ zwierząt na siebie nawzajem i na środowisko).

3. odzwierciedlać intensywny wpływ człowieka (bezpośrednio) lub działalności człowieka (pośrednio) na środowisko i organizmy żywe. Czynnikami tymi są wszelkie formy działalności człowieka i społeczeństwa ludzkiego, które prowadzą do zmian w przyrodzie jako siedlisku innych gatunków i bezpośrednio wpływają na ich życie. Na każdy organizm żywy wpływa przyroda nieożywiona, organizmy innych gatunków, w tym człowiek, i z kolei oddziałuje na każdy z tych składników.

Wpływ czynników antropogenicznych na przyrodę może być świadomy, przypadkowy lub nieświadomy. Człowiek orąc dziewicze i ugory, tworzy grunty rolne, hoduje formy wysoce produktywne i odporne na choroby, rozprzestrzenia jedne gatunki, inne niszczy. Wpływy te (świadome) są często negatywne, na przykład bezmyślne przesiedlanie wielu zwierząt, roślin, mikroorganizmów, drapieżne niszczenie szeregu gatunków, zanieczyszczenie środowiska itp.

Biotyczne czynniki środowiskowe manifestują się poprzez powiązania organizmów należących do tej samej zbiorowości. W przyrodzie wiele gatunków jest ze sobą ściśle powiązanych, a ich wzajemne relacje jako elementów środowiska mogą być niezwykle złożone. Jeśli chodzi o powiązania społeczności z otaczającym ją środowiskiem nieorganicznym, są one zawsze dwukierunkowe i wzajemne. Zatem charakter lasu zależy od odpowiedniego rodzaju gleby, ale sama gleba powstaje w dużej mierze pod wpływem lasu. Podobnie o temperaturze, wilgotności i świetle w lesie determinuje roślinność, ale panujące warunki klimatyczne z kolei wpływają na zbiorowość organizmów żyjących w lesie.

Wpływ czynników środowiskowych na organizm

Oddziaływanie środowiska jest postrzegane przez organizmy poprzez czynniki środowiskowe tzw środowiskowy. Należy zauważyć, że czynnikiem środowiskowym jest jedynie zmiennym elementem otoczenia, wywołując w organizmach, gdy ponownie się zmienia, adaptacyjne reakcje ekologiczne i fizjologiczne, które są dziedzicznie utrwalone w procesie ewolucji. Dzieli się je na abiotyczne, biotyczne i antropogeniczne (ryc. 1).

Nazywają cały zestaw czynników w środowisku nieorganicznym, które wpływają na życie i rozmieszczenie zwierząt i roślin. Są wśród nich: fizyczne, chemiczne i edaficzne.

Czynniki fizyczne - te, których źródłem jest stan lub zjawisko fizyczne (mechaniczne, falowe itp.). Na przykład temperatura.

Czynniki chemiczne- te, które wynikają ze składu chemicznego środowiska. Na przykład zasolenie wody, zawartość tlenu itp.

Czynniki edaficzne (lub glebowe). to zespół właściwości chemicznych, fizycznych i mechanicznych gleb i skał, które wpływają zarówno na organizmy, dla których są siedliskiem, jak i na system korzeniowy roślin. Na przykład wpływ składników odżywczych, wilgotności, struktury gleby, zawartości próchnicy itp. na wzrost i rozwój roślin.

Ryż. 1. Schemat oddziaływania siedliska (środowiska) na organizm

— czynniki działalności człowieka wpływające na środowisko przyrodnicze (hydrosfera, erozja gleby, niszczenie lasów itp.).

Ograniczające (ograniczające) czynniki środowiskowe Są to czynniki ograniczające rozwój organizmów na skutek niedoboru lub nadmiaru składników pokarmowych w stosunku do zapotrzebowania (zawartość optymalna).

Zatem podczas uprawy roślin w różnych temperaturach punkt, w którym nastąpi maksymalny wzrost, będzie optymalny. Nazywa się cały zakres temperatur od minimum do maksimum, w którym wzrost jest jeszcze możliwy zakres stabilności (wytrzymałości), Lub tolerancja. Punkty ją ograniczające, tj. maksymalne i minimalne temperatury odpowiednie do życia są granicami stabilności. Pomiędzy strefą optymalną a granicami stabilności, w miarę zbliżania się do tej drugiej, roślina doświadcza rosnącego stresu, tj. mówimy o o strefach stresu, czyli strefach ucisku, w zakresie stabilności (rys. 2). W miarę przesuwania się dalej w dół i w górę skali od maksimum, nie tylko naprężenie się nasila, ale gdy osiągnięte zostaną granice wytrzymałości organizmu, następuje jego śmierć.

Ryż. 2. Zależność działania czynnika środowiskowego od jego intensywności

Zatem dla każdego gatunku rośliny czy zwierzęcia istnieje optymalne strefy stresu i granice stabilności (lub wytrzymałości) w odniesieniu do każdego czynnika środowiskowego. Kiedy czynnik ten zbliża się do granic wytrzymałości, organizm zazwyczaj może istnieć tylko przez krótki czas. W węższym zakresie warunków możliwe jest długotrwałe istnienie i rozwój osobników. W jeszcze węższym zakresie następuje rozmnażanie, a gatunek może istnieć w nieskończoność. Zazwyczaj gdzieś pośrodku zakresu oporu znajdują się warunki najkorzystniejsze dla życia, wzrostu i reprodukcji. Warunki te nazywane są optymalnymi, w których najlepiej sprawdzają się osobniki danego gatunku, tj. pozostawić największą liczbę potomków. W praktyce określenie takich stanów jest trudne, dlatego o optymalnym zwykle decydują indywidualne parametry życiowe (tempo wzrostu, przeżywalność itp.).

Dostosowanie polega na przystosowaniu organizmu do warunków środowiskowych.

Zdolność do adaptacji jest jedną z głównych właściwości życia w ogóle, zapewniającą możliwość jego istnienia, zdolność organizmów do przetrwania i rozmnażania. Adaptacje przejawiają się na różnych poziomach – od biochemii komórek i zachowania poszczególnych organizmów po strukturę i funkcjonowanie zbiorowisk i systemów ekologicznych. Wszelkie przystosowania organizmów do życia w różnych warunkach zostały opracowane historycznie. W rezultacie powstały grupy roślin i zwierząt specyficzne dla każdej strefy geograficznej.

Adaptacje mogą być morfologiczny, kiedy struktura organizmu zmienia się aż do powstania nowego gatunku, oraz fizjologiczny, kiedy zachodzą zmiany w funkcjonowaniu organizmu. Z adaptacjami morfologicznymi ściśle wiąże się adaptacyjne ubarwienie zwierząt, zdolność do jego zmiany w zależności od światła (flądra, kameleon itp.).

Powszechnie znanymi przykładami adaptacji fizjologicznej są zimowa hibernacja zwierząt, sezonowe migracje ptaków.

Bardzo ważne dla organizmów są adaptacje behawioralne. Na przykład zachowanie instynktowne determinuje działanie owadów i niższych kręgowców: ryb, płazów, gadów, ptaków itp. To zachowanie jest genetycznie zaprogramowane i dziedziczone (zachowanie wrodzone). Obejmuje to: sposób budowania gniazda u ptaków, krycie, wychowywanie potomstwa itp.

Istnieje także polecenie nabyte, które jednostka otrzymuje w ciągu swojego życia. Edukacja(Lub uczenie się) - główny sposób przekazywania nabytych zachowań z pokolenia na pokolenie.

Zdolność jednostki do zarządzania swoimi zdolnościami poznawczymi w celu przetrwania nieoczekiwanych zmian w jej otoczeniu wynosi inteligencja. Rola uczenia się i inteligencji w zachowaniu wzrasta wraz z poprawą układu nerwowego – wzrostem kory mózgowej. Dla ludzi jest to definiujący mechanizm ewolucji. Pojęcie to określa zdolność gatunków do przystosowania się do określonego zakresu czynników środowiskowych ekologiczna mistyka gatunku.

Połączony wpływ czynników środowiskowych na organizm

Czynniki środowiskowe zwykle działają nie pojedynczo, ale w sposób złożony. Wpływ jednego czynnika zależy od siły wpływu innych. Połączenie różnych czynników ma zauważalny wpływ na optymalne warunki życia organizmu (ryc. 2). Działanie jednego czynnika nie zastępuje działania innego. Jednak przy złożonym oddziaływaniu otoczenia często można zaobserwować „efekt substytucyjny”, który objawia się podobieństwem wyników oddziaływania różnych czynników. Zatem światła nie da się zastąpić nadmiarem ciepła czy nadmiarem dwutlenku węgla, lecz wpływając na zmiany temperatury można zatrzymać np. fotosyntezę roślin.

W złożonym wpływie środowiska wpływ różnych czynników na organizmy jest nierówny. Można je podzielić na główne, towarzyszące i wtórne. Czynniki wiodące są różne dla różnych organizmów, nawet jeśli żyją w tym samym miejscu. Rolę czynnika wiodącego na różnych etapach życia organizmu może pełnić ten lub inny element środowiska. Przykładowo w życiu wielu roślin uprawnych, np. zbóż, czynnikiem wiodącym w okresie kiełkowania jest temperatura, w okresie kłosowania i kwitnienia – wilgotność gleby, a w okresie dojrzewania – ilość składników pokarmowych i wilgotność powietrza. Rola czynnika wiodącego może zmieniać się w różnych porach roku.

Czynnik wiodący może być inny dla tego samego gatunku żyjącego w różnych warunkach fizycznych i geograficznych.

Pojęcia czynników wiodących nie należy mylić z pojęciem. Czynnik, którego poziom w ujęciu jakościowym lub ilościowym (niedobór lub nadmiar) okazuje się bliski granicy wytrzymałości danego organizmu, zwane ograniczaniem. Wpływ czynnika ograniczającego ujawni się także w przypadku, gdy inne czynniki środowiskowe będą sprzyjające lub wręcz optymalne. Zarówno wiodące, jak i drugorzędne czynniki środowiskowe mogą działać jako czynniki ograniczające.

Pojęcie czynników ograniczających wprowadził w 1840 roku chemik 10. Liebig. Badając wpływ zawartości różnych pierwiastków chemicznych w glebie na wzrost roślin, sformułował zasadę: „Substancja występująca w minimum kontroluje plon oraz decyduje o jego wielkości i stabilności w czasie”. Zasada ta znana jest jako prawo minimum Liebiga.

Czynnikiem ograniczającym może być nie tylko niedobór, jak zauważył Liebig, ale także nadmiar czynników takich jak np. ciepło, światło i woda. Jak zauważono wcześniej, organizmy charakteryzują się ekologicznymi minimami i maksimami. Zakres pomiędzy tymi dwiema wartościami nazywany jest zwykle granicami stabilności lub tolerancji.

Ogólnie rzecz biorąc, złożoność wpływu czynników środowiskowych na organizm odzwierciedla prawo tolerancji V. Shelforda: o braku lub niemożności dobrobytu decyduje niedobór lub odwrotnie nadmiar któregokolwiek z szeregu czynników, którego poziom może być bliski limitom tolerowanym przez dany organizm (1913). Te dwie granice nazywane są granicami tolerancji.

Prowadzono liczne badania nad „ekologią tolerancji”, dzięki którym poznano granice bytu wielu roślin i zwierząt. Takim przykładem jest wpływ zanieczyszczeń powietrza na organizm człowieka (ryc. 3).

Ryż. 3. Wpływ zanieczyszczeń powietrza na organizm człowieka. Max - maksymalna aktywność życiowa; Dodatkowa - dopuszczalna aktywność życiowa; Opt to optymalne (nie wpływające na aktywność życiową) stężenie szkodliwej substancji; MPC to maksymalne dopuszczalne stężenie substancji, które nie zmienia znacząco aktywności życiowej; Lata - śmiertelne stężenie

Stężenie czynnika wpływającego (substancji szkodliwej) na ryc. 5.2 jest oznaczony symbolem C. Przy wartościach stężenia C = C lat człowiek umrze, ale przy znacznie niższych wartościach C = C MPC nastąpią nieodwracalne zmiany w jego organizmie. W konsekwencji zakres tolerancji jest ograniczony dokładnie przez wartość C MPC = C limit. Dlatego też dla każdej substancji zanieczyszczającej lub szkodliwego związku chemicznego należy wyznaczyć wartość Cmax eksperymentalnie, a jej wartość Cmax nie może zostać przekroczona w konkretnym siedlisku (środowisku życia).

W ochronie środowiska jest to ważne górne granice oporu ciała na szkodliwe substancje.

Zatem rzeczywiste stężenie substancji zanieczyszczającej C rzeczywiste nie powinno przekraczać maksymalnego dopuszczalnego stężenia C (C fakt ≤ C maksymalna dopuszczalna wartość = C lim).

Wartość koncepcji czynników ograniczających (Clim) polega na tym, że daje ekologowi punkt wyjścia do badania złożonych sytuacji. Jeżeli organizm charakteryzuje się szerokim zakresem tolerancji na czynnik, który jest w miarę stały, a występuje w środowisku w umiarkowanych ilościach, to czynnik taki raczej nie będzie ograniczający. I odwrotnie, jeśli wiadomo, że dany organizm ma wąski zakres tolerancji na jakiś zmienny czynnik, to właśnie ten czynnik zasługuje na dokładne zbadanie, ponieważ może mieć charakter ograniczający.

Czynniki środowiskowe: światło, nagłe zmiany temperatury, wilgotność. Najważniejsze czynniki abiotyczne. Światło. Życie we wrzącej wodzie

1. Światło jako czynnik środowiskowy. Rola światła w życiu organizmów

Temperatura jako czynnik środowiskowy

Wilgotność jako czynnik środowiskowy

Pojęcie czynników środowiskowych środowiska, ich klasyfikacja

Wpływ czynników środowiskowych na organizm

Połączony wpływ czynników środowiskowych na organizm