Negatívne faktory prostredia. Environmentálne faktory prostredia

Životné prostredie je akýmsi komplexom podmienok obklopujúcich živý organizmus, ktoré naň pôsobia, môže ísť o kombináciu javov, hmotných tiel, energií. Environmentálny faktor je environmentálny faktor, ktorému sa organizmy musia prispôsobiť. Môže to byť zníženie alebo zvýšenie teploty, vlhkosti alebo sucha, radiácia pozadia, ľudské aktivity, konkurencia medzi zvieratami a pod. Pojem „biotop“ v podstate znamená časť prírody, v ktorej organizmy žijú, medzi tým, čo ich ovplyvňuje priamy alebo nepriamy vplyv. . Toto sú faktory, pretože tak či onak ovplyvňujú subjekt. Životné prostredie sa neustále mení, jeho zložky sú rôznorodé, a tak sa zvieratá, rastliny a aj ľudia musia neustále prispôsobovať, prispôsobovať novým podmienkam, aby nejako prežili a rozmnožili sa.

Klasifikácia faktorov prostredia

Živé organizmy môžu byť vystavené prírodným aj umelým vplyvom. Existuje niekoľko typov klasifikácií, ale najbežnejšie sú také typy environmentálnych faktorov, ako sú abiotické, biotické a antropogénne. Všetky živé organizmy sú tak či onak ovplyvňované javmi a zložkami neživej prírody. Sú to abiotické faktory, ktoré ovplyvňujú život ľudí, rastlín a zvierat. Tie sa zase delia na edafické, klimatické, chemické, hydrografické, pyrogénne, orografické.

Svetelný režim, vlhkosť, teplota, atmosférický tlak a zrážky, slnečné žiarenie, vietor možno pripísať klimatickým faktorom. Edafické pôsobia na živé organizmy prostredníctvom tepla, vzduchu a jeho chemického zloženia a mechanickej stavby, hladiny podzemnej vody, kyslosti. Chemické faktory sú zloženie solí vody, zloženie plynov atmosféry. Pyrogénny – vplyv ohňa na životné prostredie. Živé organizmy sú nútené prispôsobiť sa terénu, výškovým zmenám, ako aj vlastnostiam vody, obsahu organických a minerálnych látok v nej.

Biotickým faktorom prostredia je vzťah živých organizmov, ako aj vplyv ich vzťahu na životné prostredie. Vplyv môže byť priamy aj nepriamy. Niektoré organizmy sú napríklad schopné ovplyvňovať mikroklímu, meniť sa a pod.. Biotické faktory sa delia na štyri typy: fytogénne (rastliny ovplyvňujú prostredie aj navzájom), zoogénne (živočíchy ovplyvňujú prostredie aj navzájom), mykogénne ( huby majú náraz) a mikrobiogénne (mikroorganizmy sú v centre diania).

Antropogénny faktor prostredia je zmena životných podmienok organizmov v súvislosti s činnosťou človeka. Akcie môžu byť vedomé aj nevedomé. Vedú však k nezvratným zmenám v prírode. Človek ničí pôdnu vrstvu, znečisťuje ovzdušie a vodu škodlivými látkami, porušuje prírodnú krajinu. Antropogénne faktory možno rozdeliť do štyroch hlavných podskupín: biologické, chemické, sociálne a fyzikálne. Všetky v tej či onej miere ovplyvňujú zvieratá, rastliny, mikroorganizmy, prispievajú k vzniku nových druhov a vymazávajú staré z povrchu Zeme.

Chemický vplyv faktorov prostredia na organizmy negatívne ovplyvňuje najmä životné prostredie. Na dosiahnutie dobrej úrody ľudia používajú minerálne hnojivá, zabíjajú škodcov jedmi, čím znečisťujú pôdu a vodu. Pribudnúť by tu mala aj doprava a priemyselný odpad. Medzi fyzikálne faktory patrí pohyb v lietadlách, vlakoch, autách, využívanie jadrovej energie, vplyv vibrácií a hluku na organizmy. Nezabudnite na vzťah ľudí, život v spoločnosti. Medzi biologické faktory patria organizmy, pre ktoré je človek zdrojom potravy alebo biotopom, treba sem zaradiť aj potravu.

Podmienky prostredia

V závislosti od ich vlastností a sily rôzne organizmy reagujú na abiotické faktory rôzne. Podmienky prostredia sa časom menia a samozrejme menia aj pravidlá prežitia, vývoja a rozmnožovania mikróbov, živočíchov, húb. Napríklad život zelených rastlín na dne nádrže je obmedzený množstvom svetla, ktoré môže preniknúť cez vodný stĺpec. Počet zvierat je obmedzený množstvom kyslíka. Teplota má obrovský vplyv na živé organizmy, pretože jej zníženie alebo zvýšenie ovplyvňuje vývoj a rozmnožovanie. Počas doby ľadovej vymreli nielen mamuty a dinosaury, ale aj mnohé iné živočíchy, vtáky a rastliny, čím sa zmenilo prostredie. Vlhkosť, teplota a svetlo sú hlavné faktory, ktoré určujú podmienky pre existenciu organizmov.

Svetlo

Slnko dáva život mnohým rastlinám, pre zvieratá nie je také dôležité ako pre predstaviteľov flóry, ale napriek tomu sa bez neho nezaobídu. Prirodzeným zdrojom energie je prirodzené osvetlenie. Mnohé rastliny sú rozdelené na svetlomilné a tolerantné voči tieňom. Rôzne druhy zvierat vykazujú negatívnu alebo pozitívnu reakciu na svetlo. Slnko má však najdôležitejší vplyv na zmenu dňa a noci, pretože rôzni predstavitelia fauny vedú výlučne nočný alebo denný životný štýl. Vplyv environmentálnych faktorov na organizmy je ťažké preceňovať, ale ak hovoríme o zvieratách, potom ich osvetlenie neovplyvňuje priamo, iba signalizuje potrebu reštrukturalizácie procesov prebiehajúcich v tele, vďaka ktorým živé bytosti reagujú na zmeny vonkajšie podmienky.

Vlhkosť

Závislosť na vode u všetkých živých bytostí je veľmi veľká, pretože je nevyhnutná pre ich normálne fungovanie. Väčšina organizmov nedokáže žiť v suchom vzduchu, skôr či neskôr uhynú. Množstvo zrážok, ktoré spadne počas určitého obdobia, charakterizuje vlhkosť územia. Lišajníky zachytávajú vodnú paru zo vzduchu, rastliny sa živia koreňmi, zvieratá pijú vodu, hmyz, obojživelníky ju dokážu absorbovať kožou tela. Sú tvory, ktoré dostávajú tekutiny cez potravu alebo cez oxidáciu tukov. Rastliny aj zvieratá majú veľa prispôsobení, ktoré im umožňujú pomalšie plytvať vodou, šetriť ju.

Teplota

Každý organizmus má svoj vlastný teplotný rozsah. Ak to presiahne, stúpa alebo klesá, potom môže jednoducho zomrieť. Vplyv environmentálnych faktorov na rastliny, zvieratá a človeka môže byť pozitívny aj negatívny. V rámci teplotného rozsahu sa organizmus vyvíja normálne, ale akonáhle sa teplota priblíži k dolnej alebo hornej hranici, životné procesy sa spomalia a potom sa úplne zastavia, čo vedie k smrti tvora. Niekto potrebuje chlad, niekto potrebuje teplo a niekto môže žiť v rôznych podmienkach prostredia. Napríklad baktérie, lišajníky odolávajú širokému rozsahu teplôt, tigre sa cítia dobre v trópoch a na Sibíri. Väčšina organizmov však prežíva len v úzkych teplotných medziach. Napríklad koraly rastú vo vode s teplotou 21 °C. Zníženie teploty alebo prehriatie je pre nich smrteľné.

V tropických oblastiach sú výkyvy počasia takmer nepostrehnuteľné, čo sa o miernom pásme povedať nedá. Organizmy sú nútené prispôsobiť sa zmenám ročných období, mnohé s nástupom zimy robia dlhé migrácie a rastliny úplne odumierajú. Za nepriaznivých teplotných podmienok sa niektoré tvory ukladajú na zimný spánok, aby prečkali pre ne nevhodnú dobu. Toto sú len hlavné faktory prostredia, atmosférický tlak, vietor a nadmorská výška tiež ovplyvňujú organizmy.

Vplyv environmentálnych faktorov na živý organizmus

Biotop má významný vplyv na vývoj a rozmnožovanie živých bytostí. Všetky skupiny environmentálnych faktorov zvyčajne pôsobia v komplexe, a nie po jednom. Sila vplyvu jedného závisí od ostatných. Napríklad osvetlenie nemožno nahradiť oxidom uhličitým, ale zmenou teploty je celkom možné zastaviť fotosyntézu rastlín. Všetky faktory ovplyvňujú organizmy tak či onak inak. Vedúca úloha sa môže meniť v závislosti od sezóny. Napríklad na jar je pre mnohé rastliny dôležitá teplota, vlhkosť pôdy počas kvitnutia a vlhkosť vzduchu a živiny, keď dozrejú. Existuje aj nadbytok alebo nedostatok, ktorý sa blíži k hraniciam únosnosti organizmu. Ich pôsobenie sa prejavuje aj vtedy, keď sú živé bytosti v priaznivom prostredí.

Vplyv environmentálnych faktorov na rastliny

Pre každého zástupcu flóry sa za prostredie považuje okolitá príroda. Je to ona, ktorá vytvára všetky potrebné environmentálne faktory. Stanovište poskytuje rastline potrebnú pôdnu a vzdušnú vlhkosť, osvetlenie, teplotu, vietor, optimálne množstvo živín v pôde. Normálna úroveň environmentálnych faktorov umožňuje organizmom normálny rast, vývoj a reprodukciu. Niektoré podmienky môžu negatívne ovplyvniť rastliny. Napríklad, ak na vyčerpanom poli zasadíte plodinu, ktorá nemá dostatok pôdnych živín, bude veľmi slabá alebo nevyrastie vôbec. Takýto faktor možno nazvať obmedzujúcim faktorom. Napriek tomu sa väčšina rastlín prispôsobuje životným podmienkam.

Zástupcovia flóry rastúcej v púšti sa prispôsobujú podmienkam pomocou špeciálnej formy. Zvyčajne majú veľmi dlhé a silné korene, ktoré môžu siahať hlboko do zeme 30 m. Možný je aj povrchový koreňový systém, ktorý mu umožňuje zbierať vlhkosť počas krátkych dažďov. Stromy a kríky ukladajú vodu do kmeňov (často deformovaných), listov, konárov. Niektorí obyvatelia púšte sú schopní čakať na životodarnú vlhkosť aj niekoľko mesiacov, iní lahodia oku len niekoľko dní. Napríklad efeméra rozptýli semená, ktoré vyklíčia až po daždi, potom púšť kvitne skoro ráno a už na poludnie kvety vyblednú.

Vplyv environmentálnych faktorov na rastliny je ovplyvnený aj v chladných podmienkach. Tundra má veľmi drsné podnebie, leto je krátke, nedá sa to nazvať teplým, ale mrazy trvajú 8 až 10 mesiacov. Snehová pokrývka je zanedbateľná a vietor úplne odhaľuje rastliny. Zástupcovia flóry majú zvyčajne povrchový koreňový systém, hrubú pokožku listov s voskovým povlakom. Rastliny akumulujú potrebnú zásobu živín počas jej trvania.Tundry produkujú semená, ktoré v období najpriaznivejších podmienok klíčia len raz za 100 rokov. Ale lišajníky a machy sa prispôsobili vegetatívnemu rozmnožovaniu.

Rastliny im umožňujú rozvíjať sa v rôznych podmienkach. Zástupcovia flóry sú závislí od vlhkosti, teploty, ale predovšetkým potrebujú slnečné svetlo. Mení ich vnútornú štruktúru, vzhľad. Napríklad dostatočné množstvo svetla umožňuje stromom pestovať luxusnú korunu, ale kríky a kvety, ktoré vyrástli v tieni, sa zdajú byť utláčané a slabé.

Ekológia a človek sa veľmi často uberajú rôznymi cestami. Ľudské aktivity sú škodlivé pre životné prostredie. Práca priemyselných podnikov, lesné požiare, doprava, znečistenie ovzdušia z elektrární, tovární, vody a pôdy ropnými zvyškami - to všetko negatívne ovplyvňuje rast, vývoj a rozmnožovanie rastlín. V posledných rokoch bolo do Červenej knihy zaradených mnoho druhov flóry, mnohé z nich úplne vyhynuli.

Vplyv environmentálnych faktorov na človeka

Ešte pred dvoma storočiami boli ľudia oveľa zdravší a fyzicky silnejší ako dnes. Pracovná činnosť neustále komplikuje vzťah medzi človekom a prírodou, ale do určitého bodu sa im darilo vychádzať. Dosiahlo sa to vďaka synchronizácii spôsobu života ľudí s prírodnými režimami. Každá sezóna mala svoju pracovnú náladu. Napríklad na jar roľníci orali pôdu, siali obilniny a iné plodiny. V lete sa starali o úrodu, pásli dobytok, na jeseň zbierali úrodu, v zime robili domáce práce a oddychovali. Kultúra zdravia bola dôležitým prvkom všeobecnej kultúry človeka, vedomie jednotlivca sa menilo pod vplyvom prírodných podmienok.

Všetko sa dramaticky zmenilo v 20. storočí, v období obrovského skoku vo vývoji techniky a vedy. Samozrejme, aj predtým ľudská činnosť výrazne škodila prírode, no tu padli všetky rekordy o negatívnom vplyve na životné prostredie. Klasifikácia environmentálnych faktorov vám umožňuje určiť, čo ľudia ovplyvňujú vo väčšej miere a čo - v menšej miere. Ľudstvo žije v režime výrobného cyklu a to nemôže ovplyvniť zdravotný stav. Neexistuje žiadna periodicita, ľudia robia počas celého roka rovnakú prácu, málo oddychujú, neustále sa niekam ponáhľajú. Samozrejme, pracovné a životné podmienky sa zmenili k lepšiemu, ale dôsledky takéhoto komfortu sú veľmi nepriaznivé.

Dnes sú voda, pôda, vzduch znečistené, ničiace rastliny a živočíchy vypadávajú, poškodzujú stavby a stavby. Ztenčovanie ozónovej vrstvy tiež nemôže nevystrašiť následky. To všetko vedie ku genetickým zmenám, mutáciám, zdravotný stav ľudí sa každým rokom zhoršuje, počet pacientov s nevyliečiteľnými chorobami neúprosne rastie. Človek je do značnej miery ovplyvnený environmentálnymi faktormi, biológia tento vplyv študuje. Predtým mohli ľudia zomrieť od zimy, tepla, hladu, smädu, v našej dobe si ľudstvo „kope vlastný hrob“. Zemetrasenia, cunami, záplavy, požiare – všetky tieto prírodné javy berú životy ľuďom, no ešte viac ľudí si škodí. Naša planéta je ako loď, ktorá mieri vysokou rýchlosťou ku skalám. Treba sa zastaviť, kým nie je neskoro, napraviť situáciu, snažiť sa menej znečisťovať ovzdušie, priblížiť sa k prírode.

Vplyv človeka na životné prostredie

Ľudia sa sťažujú na prudkú zmenu prostredia, zhoršenie zdravotného stavu a celkovej pohody, no zároveň si málokedy uvedomujú, že si za to môžu sami. V priebehu storočí sa zmenili rôzne typy environmentálnych faktorov, boli obdobia otepľovania, ochladzovania, vysychali moria, ostrovy sa ponorili pod vodu. Samozrejme, že príroda nútila človeka prispôsobiť sa podmienkam, ale neurčovala ľuďom pevné hranice, nekonala spontánne a rýchlo. S rozvojom techniky a vedy sa všetko výrazne zmenilo. Za jedno storočie ľudstvo znečistilo planétu natoľko, že sa vedci chytajú za hlavy a nevedia, ako situáciu zmeniť.

Stále si pamätáme mamutov a dinosaurov, ktorí vyhynuli počas doby ľadovej v dôsledku prudkého chladu, a koľko druhov zvierat a rastlín bolo vymazaných z povrchu Zeme za posledných 100 rokov, koľko ďalších je na pokraji vyhynutia? Veľké mestá sú preplnené rastlinami a továrňami, v dedinách sa aktívne používajú pesticídy, ktoré znečisťujú pôdu a vodu, všade je nasýtenie dopravou. Na planéte už prakticky nezostali žiadne miesta, ktoré by sa mohli pochváliť čistým vzduchom, neznečistenou zemou a vodou. Odlesňovanie, nekonečné požiare, ktoré môže spôsobiť nielen abnormálne teplo, ale aj ľudská činnosť, znečistenie vodných plôch ropnými produktmi, škodlivé emisie v atmosfére - to všetko negatívne ovplyvňuje vývoj a reprodukciu živých organizmov a nezlepšuje zdravie ľudí akýmkoľvek spôsobom.

„Buď človek zníži množstvo dymu vo vzduchu, alebo dym zníži počet ľudí na Zemi,“ to sú slová L. Baton. Skutočne, obraz budúcnosti vyzerá depresívne. Najlepšie mysle ľudstva zápasia s tým, ako znížiť rozsah znečistenia, vznikajú programy, vymýšľajú sa rôzne čistiace filtre, hľadajú sa alternatívy pre tie predmety, ktoré dnes najviac znečisťujú prírodu.

Spôsoby riešenia environmentálnych problémov

Ekológia a človek dnes nemôžu dosiahnuť konsenzus. Všetky vládne a mali by spolupracovať na riešení existujúcich problémov. Treba urobiť všetko pre to, aby sa výroba preniesla do bezodpadových, uzavretých cyklov, na ceste k tomu možno využiť technológie šetriace energiu a materiály. Manažment prírody by mal byť racionálny a zohľadňovať osobitosti regiónov. Nárast druhov tvorov, ktoré sú na pokraji vyhynutia, si vyžaduje okamžité rozšírenie chránených území. Nuž a hlavne by sa obyvateľstvo malo vzdelávať, popri všeobecnej environmentálnej výchove.

Ekologické faktory sú akékoľvek vonkajšie faktory, ktoré majú priamy alebo nepriamy vplyv na počet (početnosť) a geografické rozšírenie organizmov.

Faktory prostredia sú veľmi rôznorodé ako v prírode, tak aj vo svojom vplyve na živé organizmy. Všetky faktory prostredia sa zvyčajne delia do troch veľkých skupín – abiotické, biotické a antropogénne.

Abiotické faktory sú faktory neživej povahy.

Klimatické (slnečné svetlo, teplota, vlhkosť vzduchu) a lokálne (reliéf, vlastnosti pôdy, slanosť, prúdenie, vietor, žiarenie atď.). Môžu byť priame a nepriame.

Antropogénne faktory- sú to také formy ľudskej činnosti, ktoré ovplyvňovaním životného prostredia menia životné podmienky živých organizmov alebo priamo ovplyvňujú jednotlivé druhy rastlín a živočíchov. Jedným z najdôležitejších antropogénnych faktorov je znečistenie.

podmienky prostredia.

Podmienky prostredia alebo ekologické podmienky sa nazývajú abiotické faktory prostredia meniace sa v čase a priestore, na ktoré organizmy reagujú rôzne v závislosti od ich sily. Podmienky prostredia ukladajú organizmom určité obmedzenia.

Medzi najdôležitejšie faktory, ktoré určujú podmienky pre existenciu organizmov takmer vo všetkých životných prostrediach, patrí teplota, vlhkosť a svetlo.

Teplota.

Každý organizmus je schopný žiť iba v určitom teplotnom rozsahu: jednotlivci tohto druhu umierajú pri príliš vysokých alebo príliš nízkych teplotách. Hranice tepelnej odolnosti v rôznych organizmoch sú rôzne. Existujú druhy, ktoré dokážu tolerovať teplotné výkyvy v širokom rozmedzí. Napríklad lišajníky a mnohé baktérie sú schopné žiť pri veľmi rozdielnych teplotách. Medzi živočíchmi sa teplokrvné živočíchy vyznačujú najväčším rozsahom teplotnej odolnosti. Tiger napríklad rovnako dobre znáša sibírsky chlad aj teplo tropických oblastí Indie či Malajského súostrovia. Existujú však aj druhy, ktoré môžu žiť len vo viac či menej úzkych teplotných hraniciach. V prostredí zem-vzduch a dokonca ani v mnohých častiach vodného prostredia nezostáva teplota konštantná a môže sa značne meniť v závislosti od ročného obdobia alebo od dennej doby. V tropických oblastiach môžu byť ročné teplotné výkyvy ešte menej citeľné ako denné. Naopak, v miernych oblastiach sa teploty v rôznych ročných obdobiach značne líšia. Zvieratá a rastliny sú nútené prispôsobiť sa nepriaznivému zimnému obdobiu, počas ktorého je aktívny život ťažký alebo jednoducho nemožný. V tropických oblastiach sú takéto úpravy menej výrazné. V chladnom období s nepriaznivými teplotnými podmienkami sa zdá, že v živote mnohých organizmov nastáva pauza: u cicavcov hibernácia, u rastlín opadávanie listov a pod. Niektoré živočíchy robia dlhé migrácie do miest s vhodnejšou klímou.

Vlhkosť.

Voda je neoddeliteľnou súčasťou veľkej väčšiny živých bytostí: je nevyhnutná pre ich normálne fungovanie. Normálne sa vyvíjajúci organizmus neustále stráca vodu, a preto nemôže žiť v absolútne suchom vzduchu. Skôr či neskôr môžu takéto straty viesť k smrti organizmu.

Najjednoduchším a najpohodlnejším ukazovateľom charakterizujúcim vlhkosť konkrétnej oblasti je množstvo zrážok, ktoré tu spadne za rok alebo iné časové obdobie.

Rastliny získavajú vodu z pôdy pomocou svojich koreňov. Lišajníky dokážu zachytávať vodnú paru zo vzduchu. Rastliny majú množstvo prispôsobení, ktoré zabezpečujú minimálne straty vody. Všetky suchozemské zvieratá potrebujú pravidelný prísun na kompenzáciu nevyhnutnej straty vody v dôsledku vyparovania alebo vylučovania. Mnoho zvierat pije vodu; iné, ako sú obojživelníky, niektorý hmyz a roztoče, ho absorbujú cez kožu tela v kvapalnom alebo parnom stave. Väčšina púštnych zvierat nikdy nepije. Svoje potreby si uspokojujú vodou z potravy. Napokon sú tu živočíchy, ktoré prijímajú vodu ešte zložitejším spôsobom – v procese oxidácie tukov napríklad ťava. Zvieratá, podobne ako rastliny, majú veľa prispôsobení na šetrenie vodou.

Svetlo.

Existujú svetlomilné rastliny, ktoré sa môžu rozvíjať iba pod slnečnými lúčmi, a rastliny odolné voči tieňom, ktoré môžu dobre rásť pod korunou lesa. To má veľký praktický význam pre prirodzenú obnovu lesného porastu: mladé výhonky mnohých drevín sa dokážu vyvíjať pod pokrývkou veľkých stromov. U mnohých zvierat sa normálne svetelné podmienky prejavujú pozitívnou alebo negatívnou reakciou na svetlo. Nočný hmyz sa hrnie do svetla a šváby sa rozptýlia pri hľadaní úkrytu, ak sa v tmavej miestnosti rozsvieti svetlo. Fotoperiodizmus (zmena dňa a noci) má veľký ekologický význam pre mnohé živočíchy, ktoré sú výlučne denné (väčšina spevavcov) alebo výlučne nočné (veľa malých hlodavcov, netopiere). Malé kôrovce vznášajúce sa vo vodnom stĺpci zostávajú v noci v povrchových vodách a cez deň klesajú do hlbín a vyhýbajú sa príliš jasnému svetlu.

Svetlo nemá na zvieratá takmer žiadny priamy vplyv. Slúži len ako signál na reštrukturalizáciu procesov prebiehajúcich v tele.

Svetlo, vlhkosť, teplota vôbec nevyčerpávajú súbor ekologických podmienok, ktoré určujú život a rozšírenie organizmov. Dôležité sú aj faktory ako vietor, atmosférický tlak, nadmorská výška. Vietor má nepriamy vplyv: zvýšeným vyparovaním zvyšuje suchosť. Silný vietor pomáha ochladzovať sa. Táto akcia je dôležitá na chladných miestach, na vysočinách alebo v polárnych oblastiach.

antropogénne faktory. Antropogénne faktory sú svojím zložením veľmi rôznorodé. Človek ovplyvňuje živú prírodu kladením ciest, stavbou miest, farmárčením, blokovaním riek a pod. Moderná ľudská činnosť sa čoraz viac prejavuje v znečisťovaní životného prostredia vedľajšími produktmi, často jedovatými. V priemyselných oblastiach koncentrácie znečisťujúcich látok niekedy dosahujú prahové hodnoty, teda pre mnohé organizmy smrteľné. Napriek všetkému sa však takmer vždy nájde aspoň pár jedincov viacerých druhov, ktoré dokážu v takýchto podmienkach prežiť. Dôvodom je, že v prirodzených populáciách občas natrafia na odolné jedince. Keď úroveň znečistenia stúpa, odolní jedinci môžu byť jediní, ktorí prežili. Navyše sa môžu stať zakladateľmi stabilnej populácie, ktorá zdedí imunitu voči tomuto typu znečistenia. Z tohto dôvodu nám znečistenie umožňuje takpovediac pozorovať evolúciu v akcii. Nie každá populácia je však vybavená schopnosťou odolávať znečisteniu. Účinok akejkoľvek znečisťujúcej látky je teda dvojaký.

Zákon optima.

Mnohé faktory telo toleruje len v určitých medziach. Organizmus odumiera, ak je napríklad príliš nízka alebo príliš vysoká teplota prostredia. V prostredí, kde sa teplota blíži k týmto extrémnym hodnotám, sú žijúci obyvatelia vzácni. Ich počet sa však zvyšuje, keď sa teplota blíži k priemernej hodnote, ktorá je pre tento druh najlepšia (optimálna). A tento vzor možno preniesť na akýkoľvek iný faktor.

Rozsah faktorových parametrov, v ktorých sa telo cíti pohodlne, je optimálny. Organizmy so širokými hranicami odolnosti, samozrejme, majú šancu na širšie rozšírenie. Široké limity únosnosti v jednom faktore však neznamenajú široké limity vo všetkých faktoroch. Rastlina môže tolerovať veľké teplotné výkyvy, ale má úzku toleranciu voči vode. Zviera ako pstruh môže byť veľmi náročné na teplotu, ale jedzte rôzne jedlá.

Niekedy sa v priebehu života jedinca môže zmeniť jeho tolerancia (selektivita). Telo, ktoré sa dostane do drsných podmienok, si na to po chvíli zvykne, prispôsobí sa im. Dôsledkom toho je zmena fyziologického optima a proces sa nazýva prispôsobenie alebo aklimatizácia.

Zákon minima bol formulovaný zakladateľom vedy o minerálnych hnojivách Justusom Liebigom (1803-1873).

Yu Liebig zistil, že úroda rastlín môže byť obmedzená ktoroukoľvek z hlavných živín, ak je nedostatok iba tohto prvku. Je známe, že rôzne faktory prostredia môžu interagovať, to znamená, že nedostatok jednej látky môže viesť k nedostatku iných látok. Preto vo všeobecnosti možno zákon minima formulovať takto: prvok alebo faktor prostredia, ktorý je na minime, v najväčšej miere obmedzuje (obmedzuje) životnú činnosť organizmu.

Napriek zložitosti vzťahu medzi organizmami a ich prostredím nie všetky faktory majú rovnaký ekologický význam. Napríklad kyslík je faktorom fyziologickej nevyhnutnosti pre všetky živočíchy, no z ekologického hľadiska sa stáva limitujúcim len v určitých biotopoch. Ak v rieke uhynú ryby, prvá vec, ktorú treba zmerať, je koncentrácia kyslíka vo vode, pretože je veľmi variabilná, zásoby kyslíka sa ľahko vyčerpajú a často chýbajú. Ak je v prírode pozorovaný úhyn vtákov, je potrebné hľadať inú príčinu, keďže obsah kyslíka vo vzduchu je relatívne stály a z hľadiska požiadaviek suchozemských organizmov dostatočný.

Otázky na samovyšetrenie:

Uveďte hlavné životné prostredie.

Aké sú podmienky prostredia?

Opísať životné podmienky organizmov v pôde, vo vodných a suchozemských biotopoch.

Uveďte príklady organizmov, ktoré sa prispôsobujú životu v rôznych biotopoch?

Aké sú adaptácie organizmov, ktoré využívajú iné organizmy ako biotop?

Aký vplyv má teplota na rôzne druhy organizmov?

Ako zvieratá a rastliny získavajú vodu, ktorú potrebujú?

Aký vplyv má svetlo na organizmy?

Ako sa prejavuje vplyv škodlivín na organizmy?

Zdôvodnite, čo sú environmentálne faktory, ako ovplyvňujú živé organizmy?

Aké sú limitujúce faktory?

Čo je aklimatizácia a aký význam má pri šírení organizmov?

Ako sa prejavujú zákony optima a minima?

Akékoľvek vlastnosti alebo zložky životného prostredia, ktoré ovplyvňujú organizmy, sa nazývajú enviromentálne faktory. Svetlo, teplo, koncentrácia solí vo vode alebo pôde, vietor, krupobitie, nepriatelia a patogény - to všetko sú faktory životného prostredia, ktorých zoznam môže byť veľmi veľký.

Medzi nimi sa rozlišujú abiotický súvisí s neživou prírodou, a biotické spojené s vplyvom organizmov na seba.

Faktory prostredia sú mimoriadne rozmanité a každý druh, ktorý zažíva ich vplyv, naň reaguje iným spôsobom. Existuje však niekoľko všeobecných zákonov, ktorými sa riadia reakcie organizmov na akýkoľvek environmentálny faktor.

Hlavný medzi nimi - zákon optima. Odráža, ako živé organizmy znášajú rôzne silné faktory prostredia. Sila každého z nich sa neustále mení. Žijeme vo svete s premenlivými podmienkami a len na určitých miestach planéty sú hodnoty niektorých faktorov viac-menej konštantné (v hĺbkach jaskýň, na dne oceánov).

Zákon optima je vyjadrený v tom, že každý environmentálny faktor má určité hranice pozitívneho vplyvu na živé organizmy.

Pri vybočení z týchto hraníc sa znamienko nárazu zmení na opačné. Napríklad zvieratá a rastliny neznášajú extrémne teplo a extrémny chlad; priemerné teploty sú optimálne. Rovnako tak sucho, ako aj neustále silné dažde sú pre úrodu rovnako nepriaznivé. Zákon optima udáva mieru každého faktora pre životaschopnosť organizmov. Na grafe je vyjadrená ako symetrická krivka znázorňujúca, ako sa mení životná aktivita druhu s postupným zvyšovaním vplyvu faktora (obr. 13).

Obrázok 13. Schéma pôsobenia faktorov prostredia na živé organizmy. 1,2 - kritické body
(kliknutím na obrázok sa obrázok zväčší)

V strede pod krivkou - optimálna zóna. Pri optimálnych hodnotách faktora organizmy aktívne rastú, živia sa a množia sa. Čím viac sa hodnota faktora odchyľuje doprava alebo doľava, teda v smere znižovania alebo zvyšovania sily pôsobenia, tým je pre organizmy menej priaznivý. Krivka odrážajúca životnú aktivitu prudko klesá na oboch stranách optima. Tu sú dve pesimové zóny. Na priesečníku krivky s vodorovnou osou sú dve kritických bodov. Toto sú hodnoty faktora, ktorý organizmy už nedokážu vydržať, za ktorým nastáva smrť. Vzdialenosť medzi kritickými bodmi ukazuje stupeň odolnosti organizmov voči zmene faktora. Podmienky v blízkosti kritických bodov sú obzvlášť ťažké prežiť. Takéto podmienky sú tzv extrémna.

Ak nakreslíte krivky pre optimum faktora, ako je teplota, pre rôzne druhy, nebudú sa zhodovať. Často to, čo je optimálne pre jeden druh, je pesimistické pre iný, alebo dokonca mimo kritických bodov. Ťavy a jerboy nemohli žiť v tundre a soby a lumíky nemohli žiť v horúcich južných púšťach.

Ekologická diverzita druhov sa prejavuje aj v polohe kritických bodov: v niektorých sú blízko, v iných sú široko rozmiestnené. To znamená, že mnohé druhy môžu žiť len vo veľmi stabilných podmienkach s miernou zmenou faktorov prostredia, zatiaľ čo iné znášajú veľké výkyvy. Napríklad chúlostivá rastlina vädne, ak vzduch nie je nasýtený vodnými parami, a perina dobre znáša zmeny vlhkosti a neumiera ani v suchu.

Zákon optima nám teda ukazuje, že každý druh má svoju vlastnú mieru vplyvu každého faktora. Zníženie aj zvýšenie expozície nad túto mieru vedú k smrti organizmov.

Pre pochopenie vzťahu druhov k životnému prostrediu je rovnako dôležité zákon obmedzujúceho faktora.

Na organizmy v prírode pôsobí súčasne celý komplex faktorov prostredia v rôznych kombináciách a s rôznou silou. Nie je ľahké izolovať úlohu každého z nich. Ktorý z nich znamená viac ako druhý? To, čo vieme o zákone optima, nám umožňuje pochopiť, že neexistujú žiadne úplne pozitívne alebo negatívne, dôležité alebo sekundárne faktory, ale všetko závisí od sily vplyvu každého z nich.

Zákon limitujúceho faktora hovorí, že najvýznamnejším faktorom je ten, ktorý sa najviac odchyľuje od optimálnych hodnôt pre organizmus.

Práve na ňom závisí prežitie jedincov v tomto konkrétnom období. V iných časových obdobiach môžu byť limitujúce iné faktory a organizmy sa v priebehu života stretávajú s rôznymi obmedzeniami svojej životnej činnosti.

Poľnohospodárska prax je neustále konfrontovaná so zákonitosťami optima a limitujúceho faktora. Napríklad rast a vývoj pšenice a následne aj úroda je neustále limitovaná buď kritickými teplotami, alebo nedostatkom alebo prebytkom vlahy, alebo nedostatkom minerálnych hnojív a niekedy aj takými katastrofálnymi vplyvmi, ako sú krupobitie a búrky. . Udržať optimálne podmienky pre plodiny a zároveň v prvom rade kompenzovať či zmierňovať vplyv práve obmedzujúcich faktorov si vyžaduje veľa úsilia a financií.

Biotopové podmienky rôznych druhov sú prekvapivo rôznorodé. Niektoré z nich, napríklad malé roztoče alebo hmyz, strávia celý život v liste rastliny, čo je pre nich celý svet, iné ovládajú obrovské a rozmanité priestory, ako sú soby, veľryby v oceáne, sťahovavé vtáky. .

V závislosti od toho, kde žijú zástupcovia rôznych druhov, sú ovplyvnené rôznymi súbormi environmentálnych faktorov. Na našej planéte je ich niekoľko základné životné prostredie, veľmi sa líšia v podmienkach existencie: voda, zem-vzduch, pôda. Ako biotopy slúžia aj samotné organizmy, v ktorých žijú ostatné.

Prostredie vodného života. Všetci vodní obyvatelia sa napriek rozdielom v životnom štýle musia prispôsobiť hlavným črtám svojho prostredia. Tieto vlastnosti sú určené predovšetkým fyzikálnymi vlastnosťami vody: jej hustotou, tepelnou vodivosťou a schopnosťou rozpúšťať soli a plyny.

Hustota voda určuje jej významnú vztlakovú silu. To znamená, že váha organizmov sa vo vode odľahčí a je možné viesť trvalý život vo vodnom stĺpci bez toho, aby klesali na dno. Zdá sa, že mnohé druhy, väčšinou malé, neschopné rýchleho aktívneho plávania, sa vznášajú vo vode a sú v nej v pozastavenom stave. Zber takýchto malých vodných obyvateľov je tzv planktón. Zloženie planktónu zahŕňa mikroskopické riasy, malé kôrovce, rybie ikry a larvy, medúzy a mnoho ďalších druhov. Planktonické organizmy sú unášané prúdmi a nedokážu im odolať. Prítomnosť planktónu vo vode umožňuje filtračný typ výživy, t. j. cedenie pomocou rôznych zariadení malých organizmov a čiastočiek potravy suspendovaných vo vode. Vyvíja sa tak u plávajúcich, ako aj u živočíchov žijúcich pri dne, ako sú morské ľalie, mušle, ustrice a iné. Sedavý spôsob života by bol pre vodných obyvateľov nemožný, keby neexistoval planktón, a ten je zase možný len v prostredí s dostatočnou hustotou.

Hustota vody sťažuje aktívny pohyb v nej, preto rýchlo plávajúce živočíchy, ako sú ryby, delfíny, chobotnice, musia mať silné svaly a aerodynamický tvar tela. V dôsledku vysokej hustoty vody tlak silne rastie s hĺbkou. Hlbokomorskí obyvatelia sú schopní znášať tlak, ktorý je tisíckrát vyšší ako na pevnine.

Svetlo preniká do vody len do malej hĺbky, takže organizmy rastlín môžu existovať len v horných horizontoch vodného stĺpca. Aj v najčistejších moriach je fotosyntéza možná len do hĺbok 100-200 m. Vo veľkých hĺbkach nie sú žiadne rastliny a hlbokomorské živočíchy žijú v úplnej tme.

Teplotný režim vo vodných útvaroch je mäkšia ako na súši. Vďaka vysokej tepelnej kapacite vody sa v nej vyrovnávajú teplotné výkyvy a vodní obyvatelia nečelia potrebe prispôsobovať sa silným mrazom či štyridsaťstupňovým horúčavám. Len v horúcich prameňoch sa môže teplota vody priblížiť k bodu varu.

Jednou z ťažkostí života vodných obyvateľov je obmedzené množstvo kyslíka. Jeho rozpustnosť nie je príliš vysoká a navyše sa značne znižuje, keď je voda kontaminovaná alebo zahrievaná. Preto v nádržiach sú niekedy zamrzne- hromadná smrť obyvateľov v dôsledku nedostatku kyslíka, ku ktorej dochádza z rôznych príčin.

Zloženie soliživotné prostredie je tiež veľmi dôležité pre vodné organizmy. Morské druhy nemôžu žiť v sladkých vodách a sladkovodné druhy nemôžu žiť v moriach kvôli poruche buniek.

Prízemné a vzdušné prostredie života. Toto prostredie má inú sadu funkcií. Vo všeobecnosti je zložitejšia a rozmanitejšia ako voda. Má veľa kyslíka, veľa svetla, prudšie zmeny teplôt v čase a priestore, oveľa slabšie tlakové straty a často aj deficit vlahy. Hoci mnohé druhy môžu lietať a malý hmyz, pavúky, mikroorganizmy, semená a spóry rastlín sú prenášané vzdušnými prúdmi, organizmy sa živia a rozmnožujú na povrchu zeme alebo rastlín. V takom prostredí s nízkou hustotou, ako je vzduch, potrebujú organizmy podporu. Preto sú u suchozemských rastlín vyvinuté mechanické pletivá a u suchozemských živočíchov je vnútorná alebo vonkajšia kostra výraznejšia ako u vodných. Nízka hustota vzduchu uľahčuje pohyb v ňom.

M. S. Gilyarov (1912-1985), významný zoológ, ekológ, akademik, zakladateľ rozsiahleho výskumu sveta pôdnych živočíchov, pasívny let ovládali asi dve tretiny obyvateľov súše. Väčšinu z nich tvorí hmyz a vtáky.

Vzduch je zlý vodič tepla. To uľahčuje možnosť zachovania tepla generovaného vo vnútri organizmov a udržiavania konštantnej teploty u teplokrvných živočíchov. Samotný rozvoj teplokrvnosti sa stal možným v suchozemskom prostredí. Predkovia moderných vodných cicavcov – veľryby, delfíny, mrože, tulene – kedysi žili na súši.

Obyvatelia pôdy majú veľmi rôznorodé úpravy spojené so zásobovaním sa vodou, najmä v suchých podmienkach. V rastlinách je to silný koreňový systém, vodotesná vrstva na povrchu listov a stoniek a schopnosť regulovať odparovanie vody cez prieduchy. U zvierat sú to tiež rôzne znaky stavby tela a kožného tkaniva, no okrem toho vhodné správanie prispieva aj k udržaniu vodnej rovnováhy. Môžu napríklad migrovať na napájadlá alebo sa aktívne vyhýbať obzvlášť suchým podmienkam. Niektoré zvieratá dokážu prežiť celý život na suchom krmive, ako sú jerboas alebo známy šatový mol. V tomto prípade voda potrebná pre telo vzniká v dôsledku oxidácie zložiek potravy.

V živote suchozemských organizmov zohrávajú dôležitú úlohu aj mnohé ďalšie faktory prostredia, napríklad zloženie ovzdušia, vetry, topografia zemského povrchu. Počasie a klíma sú obzvlášť dôležité. Obyvatelia prostredia zem-vzduch sa musia prispôsobiť klíme časti Zeme, kde žijú, a znášať premenlivosť poveternostných podmienok.

Pôda ako životné prostredie. Pôda je tenká vrstva zemského povrchu, spracovaná činnosťou živých bytostí. Pevné častice sú v pôde preniknuté pórmi a dutinami naplnenými čiastočne vodou a čiastočne vzduchom, takže pôdu môžu osídľovať aj drobné vodné organizmy. Objem malých dutín v pôde je jej veľmi dôležitou charakteristikou. Vo voľných pôdach to môže byť až 70% av hustých pôdach - asi 20%. V týchto póroch a dutinách alebo na povrchu pevných častíc žije obrovské množstvo mikroskopických tvorov: baktérie, huby, prvoky, škrkavky, článkonožce. Väčšie živočíchy si v pôde vytvárajú vlastné chodby. Celá pôda je presiaknutá koreňmi rastlín. Hĺbka pôdy je určená hĺbkou prenikania koreňov a aktivitou hrabavých zvierat. Nie je to viac ako 1,5-2 m.

Vzduch v pôdnych dutinách je vždy nasýtený vodnou parou a jeho zloženie je obohatené oxidom uhličitým a ochudobnené o kyslík. Podmienky života v pôde tak pripomínajú vodné prostredie. Na druhej strane sa pomer vody a vzduchu v pôdach neustále mení v závislosti od poveternostných podmienok. Teplotné výkyvy sú veľmi ostré v blízkosti povrchu, ale rýchlo sa vyrovnávajú s hĺbkou.

Hlavnou črtou pôdneho prostredia je neustály prísun organickej hmoty, najmä vďaka odumieraniu koreňov rastlín a opadávaniu listov. Je cenným zdrojom energie pre baktérie, huby a mnohé živočíchy, teda pôda najrušnejšie prostredie. Jej skrytý svet je veľmi bohatý a rôznorodý.

Podľa vzhľadu rôznych druhov zvierat a rastlín sa dá pochopiť nielen to, v akom prostredí žijú, ale aj to, aký život v ňom vedú.

Ak máme štvornohé zviera s vysoko vyvinutými stehennými svalmi na zadných končatinách a oveľa slabšími na predných končatinách, ktoré sú navyše skrátené, s relatívne krátkym krkom a dlhým chvostom, potom môžeme s istotou povedať, že ide o pozemného skokana schopného k rýchlym a manévrovateľným pohybom, obyvateľ otvorených priestorov. Takto vyzerajú slávne austrálske kengury, púštne ázijské jerboy, africké skokany a mnoho ďalších skákavých cicavcov - zástupcov rôznych rádov žijúcich na rôznych kontinentoch. Žijú v stepiach, prériách, savanách - kde je rýchly pohyb po zemi hlavným prostriedkom úniku pred predátormi. Dlhý chvost slúži ako vyvažovač pri rýchlych obratoch, inak by zvieratá stratili rovnováhu.

Boky sú silne vyvinuté na zadných končatinách a u skákajúceho hmyzu - kobylky, kobylky, blchy, lupienky.

Kompaktné telo s krátkym chvostom a krátkymi končatinami, z ktorých predné sú veľmi mohutné a vyzerajú ako lopata alebo hrable, slepé oči, krátky krk a krátka, akoby pristrihnutá srsť, nám prezrádzajú, že máme podzemné zviera, ktoré hrabe. diery a galérie. Môže ísť o krtka lesného, ​​krtka stepného a krtka austrálskeho vačkovca a mnoho ďalších cicavcov, ktorí vedú podobný životný štýl.

Hrabavý hmyz – medvede majú tiež kompaktné, zavalité telo a mohutné predné končatiny, podobne ako zmenšené vedro buldozéra. Vo vzhľade pripomínajú malého krtka.

Všetky lietajúce druhy majú vyvinuté široké roviny – krídla u vtákov, netopierov, hmyzu či napriamujúce sa záhyby kože na bokoch tela, ako u plachtiacich lietajúcich veveričiek alebo jašteríc.

Organizmy usadzujúce sa pasívnym letom so vzdušnými prúdmi sa vyznačujú malými rozmermi a veľmi rôznorodými tvarmi. Všetky však majú jedno spoločné – silný vývoj povrchu v porovnaní s telesnou hmotnosťou. To sa dosahuje rôznymi spôsobmi: dlhými vlasmi, štetinami, rôznymi výrastkami tela, jeho predĺžením alebo sploštením a odľahčením špecifickej hmotnosti. Takto vyzerá drobný hmyz a lietajúce plody rastlín.

Vonkajšia podobnosť, ktorá sa vyskytuje u predstaviteľov rôznych nepríbuzných skupín a druhov v dôsledku podobného životného štýlu, sa nazýva konvergencia.

Postihuje hlavne tie orgány, ktoré priamo interagujú s vonkajším prostredím, oveľa menej sa prejavuje v štruktúre vnútorných systémov – tráviacej, vylučovacej a nervovej sústavy.

Tvar rastliny určuje vlastnosti jej vzťahu k vonkajšiemu prostrediu, napríklad spôsob, akým znáša chladné obdobie. Najvyššie vetvy majú stromy a vysoké kríky.

Forma popínavky - so slabým kmeňom obopínajúcim ostatné rastliny, môže byť v drevinách aj v bylinách. Patria sem hrozno, chmeľ, lúčna tráva, tropické popínavé rastliny. Rastliny podobné lianam, ovinuté okolo kmeňov a stoniek vzpriamených druhov, vynášajú na svetlo svoje listy a kvety.

V podobných klimatických podmienkach na rôznych kontinentoch vzniká podobný vonkajší vzhľad vegetácie, ktorú tvoria rôzne, často úplne nepríbuzné druhy.

Vonkajšia forma, ktorá odráža spôsob interakcie s prostredím, sa nazýva forma života druhu. Rôzne druhy môžu mať podobnú formu života ak vedú blízky životný štýl.

Forma života sa vyvíja počas sekulárnej evolúcie druhov. Tie druhy, ktoré sa vyvíjajú s metamorfózou, prirodzene menia svoju životnú formu počas životného cyklu. Porovnajte napríklad húsenicu a dospelého motýľa alebo žabu a jej pulca. Niektoré rastliny môžu mať rôzne formy života v závislosti od podmienok pestovania. Napríklad lipa alebo vtáčia čerešňa môžu byť vzpriameným stromom aj kríkom.

Spoločenstvá rastlín a živočíchov sú stabilnejšie a kompletnejšie, ak zahŕňajú zástupcov rôznych foriem života. To znamená, že takáto komunita plnšie využíva zdroje prostredia a má rôznorodejšie vnútorné prepojenia.

Zloženie životných foriem organizmov v spoločenstvách slúži ako indikátor charakteristík ich prostredia a zmien v ňom prebiehajúcich.

Leteckí inžinieri starostlivo študujú rôzne formy života lietajúceho hmyzu. Podľa princípu pohybu vo vzduchu dvojkrídlovcov a blanokrídlovcov boli vytvorené modely strojov s mávavým letom. V modernej technológii boli navrhnuté chodiace stroje, ako aj roboty s pákovým a hydraulickým pohybom, ako zvieratá rôznych foriem života. Takéto stroje sú schopné pohybovať sa na strmých svahoch a v teréne.

Život na Zemi sa vyvíjal v podmienkach pravidelnej zmeny dňa a noci a striedania ročných období v dôsledku rotácie planéty okolo svojej osi a okolo Slnka. Rytmus vonkajšieho prostredia vytvára periodicitu, teda opakovanie podmienok v živote väčšiny druhov. Pravidelne sa opakujú kritické, ťažko prežité obdobia, ako aj priaznivé.

Adaptácia na periodické zmeny vonkajšieho prostredia sa u živých bytostí prejavuje nielen priamou reakciou na meniace sa faktory, ale aj v dedične fixovaných vnútorných rytmoch.

denné rytmy. Denné rytmy prispôsobujú organizmy zmene dňa a noci. V rastlinách je intenzívny rast, kvitnutie kvetov načasované na určitú dennú dobu. Zvieratá počas dňa výrazne menia aktivitu. Na tomto základe sa rozlišujú denné a nočné druhy.

Denný rytmus organizmov nie je len odrazom zmien vonkajších podmienok. Ak umiestnite človeka, zvieratá alebo rastliny do stáleho stabilného prostredia bez zmeny dňa a noci, rytmus životných procesov je zachovaný, blízky tomu každodennému. Telo takpovediac žije podľa svojich vnútorných hodín a počíta čas.

Denný rytmus dokáže zachytiť mnohé procesy v tele. U ľudí podlieha dennému cyklu asi 100 fyziologických charakteristík: srdcová frekvencia, rytmus dýchania, sekrécia hormónov, sekrécia tráviacich žliaz, krvný tlak, telesná teplota a mnohé ďalšie. Preto, keď je človek namiesto spánku bdelý, telo je stále naladené na nočný stav a bezsenné noci sú zdraviu škodlivé.

Denné rytmy sa však neobjavujú u všetkých druhov, ale len u tých, v ktorých živote zohráva zmena dňa a noci významnú ekologickú úlohu. Obyvatelia jaskýň alebo hlbokých vôd, kde k takejto zmene nedochádza, žijú podľa iných rytmov. A medzi suchozemskými obyvateľmi nie je denná periodicita zistená u každého.

Pri pokusoch za prísne konštantných podmienok si ovocné mušky Drosophila udržiavajú denný rytmus po desiatky generácií. Táto periodicita sa u nich dedí, ako aj u mnohých iných druhov. Tak hlboké sú adaptívne reakcie spojené s denným kolobehom vonkajšieho prostredia.

Porušenie cirkadiánneho rytmu tela počas nočnej práce, vesmírnych letov, potápania a pod. predstavuje vážny medicínsky problém.

ročné rytmy. Ročné rytmy prispôsobujú organizmy sezónnym zmenám podmienok. V živote druhov sa prirodzene striedajú a opakujú obdobia rastu, rozmnožovania, prelínania, migrácie, hlbokého pokoja tak, aby organizmy prečkali kritické obdobie v čo najstabilnejšom stave. Najzraniteľnejší proces - rozmnožovanie a chov mladých zvierat - pripadá na najpriaznivejšiu sezónu. Táto periodicita zmien fyziologického stavu počas roka je do značnej miery vrodená, to znamená, že sa prejavuje ako vnútorný ročný rytmus. Ak sa napríklad austrálske pštrosy alebo divoký pes dingo umiestnia do zoologickej záhrady na severnej pologuli, sezóna ich rozmnožovania sa začne na jeseň, keď je v Austrálii jar. Reštrukturalizácia vnútorných ročných rytmov prebieha s veľkými ťažkosťami v priebehu niekoľkých generácií.

Príprava na rozmnožovanie alebo prezimovanie je dlhý proces, ktorý sa v organizmoch začína dlho pred začiatkom kritických období.

Prudké krátkodobé zmeny počasia (letné mrazy, zimné topenia) zvyčajne nenarušia ročné rytmy rastlín a živočíchov. Hlavným environmentálnym faktorom, na ktorý organizmy vo svojich ročných cykloch reagujú, nie sú náhodné zmeny počasia, ale fotoperióda- zmeny v pomere dňa a noci.

Dĺžka denného svetla sa v priebehu roka prirodzene mení a práve tieto zmeny slúžia ako presný signál blížiacej sa jari, leta, jesene či zimy.

Schopnosť organizmov reagovať na zmeny dĺžky dňa je tzv fotoperiodizmus.

Ak sa deň skráti, druh sa začne pripravovať na zimu, ak sa predĺži, na aktívny rast a rozmnožovanie. V tomto prípade pre život organizmov nie je dôležitý faktor zmeny dĺžky dňa a noci, ale jeho hodnota alarmu, čo naznačuje nadchádzajúce hlboké zmeny v prírode.

Ako viete, dĺžka dňa silne závisí od zemepisnej šírky. Na severnej pologuli na juhu je letný deň oveľa kratší ako na severnej. Preto južné a severné druhy reagujú rozdielne na rovnakú zmenu dňa: južné sa začínajú rozmnožovať v kratší deň ako severné.

ENVIROMENTÁLNE FAKTORY

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Všeobecná biológia". Moskva, "Osvietenie", 2000

• Téma 18. "Habitat. Ekologické faktory." Kapitola 1; s. 10-58
• Téma 19. "Populácie. Typy vzťahov medzi organizmami." kapitola 2 § 8-14; 60-99; kapitola 5 § 30-33
• Téma 20. "Ekosystémy." kapitola 2 §15-22; s. 106-137
• Téma 21. "Biosféra. Cykly látok." kapitola 6 §34-42; 217-290

Pojem „ekológia“ zaviedol do vedy nemecký vedec Ernst Haeckel (E. Haeckel) v roku 1869. Je celkom jednoduché uviesť formálnu definíciu, keďže slovo „ekológia“ pochádza z gréckych slov „oikos“ – obydlie, prístrešok a „logá“ – veda. Preto sa ekológia často definuje ako veda o vzťahu medzi organizmami alebo skupinami organizmov (populácií, druhov) s ich prostredím. Inými slovami, predmetom ekológie je súbor vzťahov medzi organizmami a podmienkami ich existencie (prostredím), od ktorých závisí úspešnosť ich prežitia, vývoja, rozmnožovania, distribúcie a konkurencieschopnosti.

V botanike termín „ekológia“ prvýkrát použil dánsky botanik E. Warming v roku 1895.

V širšom zmysle sa prostredie (alebo prostredie) chápe ako súhrn hmotných telies, javov a energie, vĺn a polí, ktoré tak či onak ovplyvňujú. Odlišné prostredia však živý organizmus ani zďaleka nevníma rovnako, keďže ich význam pre život je rôzny. Medzi nimi sú prakticky ľahostajné rastliny, napríklad inertné plyny obsiahnuté v atmosfére. Iné prvky prostredia, naopak, majú na rastlinu citeľný, často výrazný vplyv. Nazývajú sa environmentálne faktory. Ide napríklad o svetlo, vodu v atmosfére a pôde, ovzdušie, salinizáciu podzemných vôd, prirodzenú a umelú rádioaktivitu a pod.). S prehlbovaním našich vedomostí sa zoznam environmentálnych faktorov rozširuje, pretože v mnohých prípadoch sa zistilo, že rastliny sú schopné reagovať na prvky prostredia, ktoré boli predtým považované za indiferentné (napríklad magnetické pole, silný hluk expozícia, elektrické polia atď.).

Klasifikácia faktorov prostredia

Faktory prostredia je možné klasifikovať do rôznych pojmových súradnicových systémov.

Rozlišujte napríklad zdrojové a nezdrojové environmentálne faktory. Faktory zdrojov sú látky a (alebo) zapojené do biologického cyklu rastlinným spoločenstvom (napríklad svetlo, voda, obsah minerálnych živín v pôde atď.); podľa toho sa nezdrojové faktory nezúčastňujú na cykloch transformácie hmoty a energie a ekosystémov (napríklad reliéf).

Existujú aj priame a nepriame faktory prostredia. Prvé priamo ovplyvňujú metabolizmus, procesy formovania, rast a vývoj (svetlo), druhé ovplyvňujú organizmus prostredníctvom zmeny iných faktorov (napríklad transabiotické a transbiotické formy interakcií). Pretože v rôznych ekologických situáciách môže mnoho faktorov pôsobiť priamo aj nepriamo, je lepšie hovoriť nie o oddelení faktorov, ale o ich priamom alebo nepriamom vplyve na rastlinu.

Najpoužívanejšia klasifikácia environmentálnych faktorov podľa ich pôvodu a charakteru pôsobenia:

I. Abiotické faktory:

a) klimatické - svetlo, teplo (jeho zloženie a pohyb), vlhkosť (vrátane zrážok v rôznych formách, vlhkosť vzduchu) atď .;

b) edafické (resp. pôdno-zemné) - fyzikálne (granulometrické zloženie, priepustnosť vody) a chemické (pH pôd, obsah minerálnych výživných prvkov, makro- a mikroprvkov a pod.) vlastnosti pôd;

c) topografické (alebo orografické) - reliéfne pomery.

II. Biotické faktory:

a) fytogénny - priamy a nepriamy vplyv rastlinných spolubývajúcich;

b) zoogénne - priamy a nepriamy vplyv živočíchov (požieranie, šliapanie, kopáčske činnosti, opeľovanie, roznášanie plodov a semien);

c) prokaryotické faktory - vplyv baktérií a modrozelených rias (negatívny vplyv fytopatogénnych baktérií, pozitívny vplyv voľne žijúcich a symbioticky viazaných baktérií viažucich dusík, aktinomycét a kyanidov);

Prečítajte si viac o biotických faktoroch v článku

Špecifické formy vplyvu človeka na vegetačný kryt, ich smer a rozsah umožňujú vyčleniť aj antropogénne faktory.

III. Antropogénne faktory spojené s mnohostrannými formami poľnohospodárskej činnosti človeka (pastva, zber sena), jeho priemyselnou činnosťou (emisie plynu v stavebníctve, baníctve, dopravných komunikáciách a potrubiach), prieskum vesmíru a rekreačné aktivity.

Zďaleka nie všetko zapadá do tejto najjednoduchšej klasifikácie, ale iba hlavné environmentálne faktory. Existujú aj iné rastliny, ktoré sú pre život menej nevyhnutné (atmosférická elektrina, magnetické pole Zeme, ionizujúce žiarenie atď.).

Upozorňujeme však, že vyššie uvedené rozdelenie je do určitej miery podmienené, keďže (a to je dôležité zdôrazniť z teoretického aj praktického hľadiska) prostredie ovplyvňuje organizmus ako celok a oddeľovanie faktorov a ich klasifikácia nie je ničím iným. ako metodická technika, ktorá uľahčuje poznanie a štúdium vzorcov vzťahov medzi rastlinou a prostredím.

Všeobecné vzorce vplyvu faktorov prostredia

Vplyv environmentálnych faktorov na živý organizmus je veľmi rôznorodý. Niektoré faktory – vedúce – pôsobia silnejšie, iné – sekundárne – pôsobia slabšie; niektoré faktory ovplyvňujú všetky aspekty života rastlín, iné - na akýkoľvek konkrétny životný proces. Napriek tomu je možné prezentovať všeobecnú schému závislosti reakcie tela pod vplyvom environmentálneho faktora.

Ak je intenzita faktora v jeho fyzikálnom vyjadrení vynesená pozdĺž osi x ( , koncentrácia soli v pôdnom roztoku, pH, osvetlenie biotopu atď.) a pozdĺž ordináty (Y) - reakcia organizmu alebo populácie tomuto faktoru v jeho kvantitatívnom vyjadrení (intenzita toho či onoho fyziologického procesu - fotosyntéza, absorpcia vody koreňmi, rast atď.; morfologická charakteristika - výška rastliny, veľkosť listov, počet vyprodukovaných semien atď.; populácia charakteristiky - počet jedincov na jednotku plochy, frekvencia výskytu a pod.), dostávame nasledujúci obrázok.

Rozsah ekologického faktora (oblasť tolerancie druhu) je obmedzený minimálnymi a maximálnymi bodmi, ktoré zodpovedajú extrémnym hodnotám tohto faktora, pri ktorých je možná existencia rastliny. Bod na osi x, ktorý zodpovedá najlepším ukazovateľom vitálnej aktivity rastliny, znamená optimálnu hodnotu faktora - to je optimálny bod. Kvôli ťažkostiam s presným určením tohto bodu sa zvyčajne hovorí o určitej optimálnej zóne alebo zóne komfortu. Optimum, minimum a maximum tvoria tri svetové strany, ktoré určujú možnosti reakcie druhu na daný faktor. Krajné úseky krivky, vyjadrujúce stav útlaku s prudkým nedostatkom alebo nadbytkom faktora, sa nazývajú oblasti pesima; zodpovedajú pesimálnym hodnotám faktora. Subletálne hodnoty faktora ležia v blízkosti kritických bodov a letálne hodnoty ležia mimo tolerančnej zóny.

Druhy sa od seba líšia polohou optima v rámci gradientu ekologického faktora. Napríklad postoj k teplu u arktických a tropických druhov. Šírka rozsahu faktora (alebo optimálnej zóny) môže byť tiež rôzna. Existujú napríklad druhy, pre ktoré je optimálna nízka úroveň osvetlenia (jaskynné machorasty) alebo relatívne vysoká úroveň osvetlenia (alpínske rastliny). Ale sú známe aj druhy, ktoré rastú rovnako dobre ako na plnom svetle, tak aj vo výraznom zatienení (napr. ježko tím - Dactylis glomerata).

Rovnako tak niektoré lúčne trávy uprednostňujú pôdy s určitým, skôr úzkym rozsahom kyslosti, zatiaľ čo iné dobre rastú v širokom rozsahu pH – od silne kyslých až po zásadité. Prvý prípad svedčí o úzkej ekologickej amplitúde rastlín (sú stenobiontné alebo stenotopné), druhý - o širokej ekologickej amplitúde (rastliny sú eurybiontné alebo eurytopné). Medzi kategóriami eurytopicity a stenotopicity leží množstvo intermediárnych kvalitatívnych kategórií (hemieurytopická, gemistenotopická).

Šírka ekologickej amplitúdy vo vzťahu k rôznym environmentálnym faktorom je často rôzna. Je možné byť stenotopický vzhľadom na jeden faktor a eurytopický vzhľadom na iný: napríklad rastliny môžu byť obmedzené na úzky rozsah teplôt a široký rozsah slanosti.

Interakcia faktorov prostredia

Faktory prostredia pôsobia na rastlinu spoločne a súčasne a pôsobenie jedného faktora závisí vo veľkej miere od „ekologického pozadia“, teda od kvantitatívneho vyjadrenia iných faktorov. Tento jav interakcie faktorov je jasne viditeľný pri pokuse s vodným machom Fontinalis. Tento experiment jasne ukazuje, že osvetlenie má rôzny vplyv na intenzitu fotosyntézy pri rôznom obsahu CO 2 v .

Experiment tiež ukazuje, že podobný biologický účinok možno dosiahnuť čiastočným nahradením pôsobenia jedného faktora iným. Rovnakú intenzitu fotosyntézy teda možno dosiahnuť buď zvýšením osvetlenia na 18 tisíc luxov, alebo pri nižšom osvetlení zvýšením koncentrácie CO 2 .

Tu sa prejavuje čiastočná zameniteľnosť pôsobenia jedného faktora prostredia s druhým. Žiaden z nevyhnutných faktorov prostredia sa zároveň nedá nahradiť iným: zelenú rastlinu nemožno pestovať v úplnej tme ani pri veľmi dobrej minerálnej výžive alebo na destilovanej vode s optimálnymi tepelnými podmienkami. Inými slovami, dochádza k čiastočnej substitúcii hlavných ekologických faktorov a zároveň k ich úplnej nenahraditeľnosti (v tomto zmysle sa niekedy hovorí aj o rovnako dôležitých pre život rastlín). Ak hodnota aspoň jedného z nevyhnutných faktorov prekročí tolerančný rozsah (pod minimum a nad maximum), potom sa existencia organizmu stáva nemožným.

Obmedzujúce faktory

Ak má niektorý z faktorov, ktoré tvoria podmienky existencie, pesimálnu hodnotu, potom obmedzuje pôsobenie zvyšných faktorov (bez ohľadu na to, aké priaznivé môžu byť) a určuje konečný výsledok pôsobenia prostredia na rastlinu. Tento konečný výsledok možno zmeniť iba pôsobením na obmedzujúci faktor. Tento „zákon limitujúceho faktora“ prvýkrát sformuloval v poľnohospodárskej chémii nemecký poľnohospodársky chemik, jeden zo zakladateľov poľnohospodárskej chémie, Justus Liebig v roku 1840, a preto sa často nazýva Liebigov zákon.

Všimol si, že pri nedostatku jedného z potrebných chemických prvkov v pôde alebo živnom roztoku nemajú žiadne hnojivá obsahujúce iné prvky vplyv na rastlinu a iba pridanie „minimálnych iónov“ zvyšuje výnos. Množstvo príkladov pôsobenia limitujúcich faktorov nielen v experimente, ale aj v prírode ukazuje, že tento jav má všeobecný ekologický význam. Jedným z príkladov fungovania „zákona minima“ v prírode je potlačenie bylinných rastlín pod korunami bukových lesov, kde pri optimálnych tepelných podmienkach, vysokom obsahu oxidu uhličitého, dostatočne bohatých pôdach a iných optimálnych podmienkach sú možnosti pre rozvoj trávy sú obmedzené prudkým nedostatkom svetla.

Identifikácia „faktorov na minime“ (a maxime) a eliminácia ich obmedzujúceho účinku, inými slovami, optimalizácia prostredia pre rastliny, predstavuje dôležitú praktickú úlohu pri racionálnom využívaní vegetačného krytu.

Autekologický a synekologický rozsah a optimum

Postoj rastlín k environmentálnym faktorom úzko závisí od vplyvu ostatných rastlinných spolubývajúcich (predovšetkým od konkurenčných vzťahov s nimi). Často nastáva situácia, keď druh môže úspešne rásť v širokom spektre pôsobenia nejakého faktora (ktorý sa určuje experimentálne), ale prítomnosť silného konkurenta ho núti obmedziť sa na užšiu zónu.

Napríklad borovica lesná (Pinus sylvestris) má veľmi široký ekologický rozsah vo vzťahu k pôdnym faktorom, ale v pásme tajgy tvorí lesy najmä na suchých chudobných piesočnatých pôdach alebo na silne podmáčaných rašeliniskách, t. j. tam, kde sa nenachádzajú žiadne konkurenčné dreviny. . Tu je skutočná pozícia optima a oblastí tolerancie odlišná pre rastliny, ktoré zažívajú alebo nepociťujú biotický vplyv. V tomto smere sa rozlišuje medzi ekologickým optimom druhu (pri absencii konkurencie) a fytocenotickým optimom zodpovedajúcim skutočnej polohe druhu v krajine alebo bióme.

Okrem polohy optima sa rozlišujú hranice vytrvalosti druhu: ekologický areál (potenciálne limity rozšírenia druhu, určené len jeho vzťahom k tomuto faktoru) a skutočný fytocenotický areál.

Často sa v tejto súvislosti hovorí o potenciálnom a skutočnom optimu a oblasti. V zahraničnej literatúre sa píše aj o fyziologickom a ekologickom optime a rozsahu. Je lepšie hovoriť o autekologickom a synekologickom optime a rozsahu druhu.

U rôznych druhov je pomer ekologického a fytocenotického rozsahu rôzny, ale ekologický rozsah je vždy širší ako fytocenotický. V dôsledku interakcie rastlín sa rozsah zužuje a často sa posúva optimum.

komunity) medzi sebou navzájom as prostredím. Tento termín prvýkrát navrhol nemecký biológ Ernst Haeckel v roku 1869. Ako samostatná veda vynikla na začiatku 20. storočia spolu s fyziológiou, genetikou a ďalšími. Rozsahom ekológie sú organizmy, populácie a spoločenstvá. Ekológia ich považuje za živú zložku systému nazývaného ekosystém. V ekológii majú pojmy populácia – spoločenstvá a ekosystémy jasné definície.

Populácia (z hľadiska ekológie) je skupina jedincov toho istého druhu, zaberajúca určité územie a zvyčajne do určitej miery izolovaná od iných podobných skupín.

Spoločenstvo je akákoľvek skupina organizmov rôznych druhov žijúcich v rovnakej oblasti a vzájomne sa ovplyvňujúcich prostredníctvom trofických (potravinových) alebo priestorových vzťahov.

Ekosystém je spoločenstvo organizmov, ktorých prostredie na seba vzájomne pôsobí a tvoria ekologickú jednotku.

Všetky ekosystémy Zeme sú spojené do ekosféry. Je jasné, že pokryť výskumom celú biosféru Zeme je absolútne nemožné. Preto je bodom aplikácie ekológie ekosystém. Ekosystém však, ako je zrejmé z definícií, pozostáva z populácií, jednotlivých organizmov a všetkých faktorov neživej prírody. Na základe toho je možných niekoľko rôznych prístupov k štúdiu ekosystémov.

Ekosystémový prístup.Ekosystémovým prístupom ekológ študuje tok energie aj v ekosystéme. Najväčší záujem je v tomto prípade o vzťah organizmov medzi sebou a s prostredím. Tento prístup umožňuje vysvetliť zložitú štruktúru prepojení v ekosystéme a dať odporúčania pre racionálny manažment prírody.

komunitné štúdie. Pri tomto prístupe sa podrobne študuje druhové zloženie spoločenstiev a faktory, ktoré obmedzujú rozšírenie konkrétnych druhov. V tomto prípade sa skúmajú jasne rozlíšiteľné biotické jednotky (lúka, les, močiar a pod.).
prístup. Bod aplikácie tohto prístupu, ako už názov napovedá, je populácia.
Výskum biotopov. V tomto prípade sa študuje relatívne homogénna oblasť prostredia, kde daný organizmus žije. Samostatne ako nezávislá línia výskumu sa zvyčajne nepoužíva, ale poskytuje potrebný materiál na pochopenie ekosystému ako celku.
Je potrebné poznamenať, že všetky vyššie uvedené prístupy by sa v ideálnom prípade mali aplikovať v kombinácii, ale v súčasnosti je to prakticky nemožné z dôvodu veľkého rozsahu skúmaných objektov a obmedzeného počtu terénnych výskumníkov.

Ekológia ako veda využíva množstvo výskumných metód na získanie objektívnych informácií o fungovaní prírodných systémov.

Metódy ekologického výskumu:

• pozorovanie
• experimentovať
• počet obyvateľov
• simulačná metóda