Do abiotycznych czynników środowiska przyrodniczego należą. Jakie są czynniki środowiskowe? Znaczenie dwutlenku węgla

Sygnał na początek jesiennej migracji ptaków owadożernych

1) spadek temperatury otoczenia 2) redukcja godzin dziennych
3) brak jedzenia 4) zwiększona wilgotność i ciśnienie

NIE ma to wpływu na liczbę wiewiórek w strefie leśnej

W celu Czynniki abiotyczne wspominać

1) konkurencja roślin w absorpcji światła
2) wpływ roślin na życie zwierząt
3) zmiana temperatury w ciągu dnia
4) zanieczyszczenie człowieka

Wadą jest czynnik ograniczający wzrost roślin zielnych w lesie świerkowym

1) światło 2) ciepło 3) woda 4) minerały

Jak nazywa się czynnik, który znacznie odbiega od wartości optymalnej dla gatunku?

1) abiotyczny 2) biotyczny 3) antropogeniczny 4) ograniczający

44. Jaki czynnik ogranicza życie roślin w strefie stepowej?

1) wysoka temperatura 2) brak wilgoci 3) brak próchnicy
4) nadmiar promieni ultrafioletowych

Najważniejszym czynnikiem abiotycznym mineralizującym szczątki organiczne w biogeocenozie leśnej są

1) mrozy 2) pożary 3) wiatry 4) deszcze

Czynniki abiotyczne, które determinują wielkość populacji obejmują

Główny czynnik ograniczający żywotność roślin w Ocean Indyjski jest wadą

1) światło 2) ciepło 3) sole mineralne 4) substancje organiczne

48. Co może stać się czynnikiem ograniczającym życie jelenia sika żyjącego w Primorye na południowych stokach gór?

1) głęboki śnieg 2) silny wiatr 3) brak drzewa iglaste

4) krótki dzień w zimie

Abiotyczne czynniki środowiskowe obejmują

1) żyzność gleby 2) duża różnorodność roślin
3) obecność drapieżników 4) temperatura powietrza

41. Każdy czynnik środowiskowy może być ograniczający, ale najważniejsze są często:

1) wilgoć i jedzenie

2) temperatura, dla roślin - obecność składników mineralnych

3) temperatura, woda, pokarm, dla roślin - obecność pierwiastków biogennych w glebie

42. Organizmy o szerokim zakresie tolerancji - wytrzymałości ~ nazywane są:

1) stenobionty, praktycznie nie występują w przyrodzie

2) eurybionty, są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie

3) eurybionty, rzadko spotykane w przyrodzie

43. Wielkość liści jest taka sama pod warunkiem, że:

1) ciemno – wilgotno i sucho – słonecznie

2) ciemno - wilgotno i wilgotno - słonecznie

3) sucho – słonecznie i słonecznie – mokro

44. Hydrobiolog zawsze ma pod ręką miernik tlenu, ale ekolog naziemny rzadziej mierzy tlen, ponieważ:

1) W siedliskach lądowych tlen jest dostępny dla istot żywych, w siedliskach wodnych często jest czynnikiem ograniczającym

2) W ekosystemach lądowych tlen jest czynnikiem ograniczającym, w ekosystemach wodnych jest prawie zawsze dostępny

3) Zarówno w ekosystemach lądowych, jak i wodnych tlen jest czynnikiem ograniczającym

45. Dopasować

CECHY METABOLIZMU GRUPY ORGANIZMÓW

A) uwalnianie tlenu do atmosfery 1) autotrofy

B) wykorzystać energię zawartą w pożywieniu do Synteza ATP 2) heterotrofy

C) stosowanie gotowych substancji organicznych

D) synteza substancji organicznych z nieorganicznych

D) użycie dwutlenku węgla do jedzenia

Blok C. Podaj szczegółową odpowiedź na pytania

1. Jaka jest różnica między środowiskiem ziemia-powietrze a wodą?

2. Szybkość fotosyntezy zależy od czynników ograniczających (ograniczających), między innymi światła, stężenia dwutlenku węgla, temperatury. Dlaczego te czynniki ograniczają reakcje fotosyntezy?

3. Jakie są cechy morfologiczne, fizjologiczne i adaptacje behawioralne do temperatury otoczenia u zwierząt stałocieplnych?

4. Jakie zmiany? czynniki biotyczne może doprowadzić do wzrostu liczby nagich ślimaków żyjących w lesie i żywiących się głównie roślinami?

5. Na powierzchni gleby można czasem zobaczyć dużą liczbę dżdżownic. Wyjaśnij, w jakich warunkach meteorologicznych to się dzieje i dlaczego.

Są to czynniki natury nieożywionej działające bezpośrednio lub pośrednio na organizm – światło, temperatura, wilgotność, skład chemiczny powietrze, woda i środowisko glebowe i inne (tj. właściwości środowiska, których występowanie i oddziaływanie nie zależy bezpośrednio od aktywności organizmów żywych).

Lekki

(promieniowanie słoneczne) - czynnik środowiskowy charakteryzujący się intensywnością i jakością energii promieniowania Słońca, który jest wykorzystywany przez fotosyntetyczne rośliny zielone do tworzenia biomasy roślinnej. Światło słoneczne docierające do powierzchni Ziemi jest głównym źródłem energii do utrzymania bilans cieplny planety, wymianę wodną organizmów, tworzenie i przekształcanie materii organicznej przez autotroficzne połączenie biosfery, co ostatecznie umożliwia stworzenie środowiska, które może zaspokoić potrzeby życiowe organizmów.

Biologiczne działanie światła słonecznego zależy od jego składu spektralnego. [pokazywać] ,

W składzie widmowym światła słonecznego występują

• promienie podczerwone (długość fali powyżej 0,75 mikrona)
• widoczne promienie (0,40-0,75 mikrona) i
• promienie ultrafioletowe (mniej niż 0,40 mikrona)

Różne części widma słonecznego mają nierówne działanie biologiczne.

podczerwień, czyli promienie cieplne, przenoszą główną ilość energii cieplnej. Stanowią one około 49% energii promieniowania odbieranej przez żywe organizmy. Promieniowanie cieplne jest dobrze pochłaniane przez wodę, której ilość w organizmach jest dość duża. Prowadzi to do ogrzewania całego organizmu, co ma szczególne znaczenie dla zwierząt zimnokrwistych (owady, gady itp.). W roślinach niezbędna funkcja Promieniowanie podczerwone polega na realizacji transpiracji, za pomocą której nadmiar ciepła usuwany jest z liści przez parę wodną, ​​a także na stworzeniu optymalnych warunków do przedostawania się dwutlenku węgla przez aparaty szparkowe.

Widoczna część widma stanowią około 50% energii promieniowania docierającej do Ziemi. Energia ta jest potrzebna roślinom do fotosyntezy. Jednak tylko 1% jest do tego wykorzystywany, reszta jest odbijana lub rozpraszana w postaci ciepła. Ten obszar spektrum doprowadził do pojawienia się wielu ważnych adaptacji w organizmach roślinnych i zwierzęcych. W roślinach zielonych, oprócz tworzenia kompleksu pigmentu pochłaniającego światło, za pomocą którego realizowany jest proces fotosyntezy, jasna kolorystyka kwiaty wabiące zapylacze.

Dla zwierząt światło pełni głównie rolę informacyjną i bierze udział w regulacji wielu procesów fizjologicznych i biochemicznych. Pierwotniaki mają już światłoczułe organelle (światłoczułe oko w Euglena green), a reakcja na światło wyraża się w postaci fototaksji - ruchu w kierunku najwyższego lub najniższego oświetlenia. Począwszy od koelenteratów praktycznie u wszystkich zwierząt powstają narządy światłoczułe o różnej budowie. Są zwierzęta nocne i zmierzchowe (sowy, nietoperze itp.), a także zwierzęta żyjące w ciągłej ciemności (medvedka, glista, kret itp.).

Część UV charakteryzuje się najwyższą energią kwantową i wysoką aktywnością fotochemiczną. Za pomocą promieni ultrafioletowych o długości fali 0,29-0,40 mikrona u zwierząt przeprowadza się biosyntezę witaminy D, barwników siatkówki i skóry. Promienie te najlepiej odbierają narządy wzroku wielu owadów, w roślinach działają kształtująco i przyczyniają się do syntezy niektórych związków biologicznie czynnych (witamin, barwników). Promienie o długości fali mniejszej niż 0,29 mikrona mają szkodliwy wpływ na żywe istoty.

intensywność [pokazywać] ,

Rośliny, których aktywność życiowa jest całkowicie zależna od światła, mają różne adaptacje morfostrukturalne i funkcjonalne do reżimu świetlnego siedlisk. Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi warunków oświetleniowych rośliny dzielą się na następujące organizacje ekologiczne:

1. Rośliny kochające światło (heliofity) otwarte siedliska, które rozwijają się tylko w pełnym słońcu. Charakteryzują się dużą intensywnością fotosyntezy. Są to wczesnowiosenne rośliny stepów i półpustyń (cebula gęsia, tulipany), rośliny bezdrzewnych zboczy (szałwia, mięta, tymianek), zboża, babka lancetowata, lilia wodna, akacja itp.
2. rośliny odporne na cień charakteryzują się szeroką ekologiczną amplitudą do współczynnika światła. Najlepiej rośnie w warunkach silnego oświetlenia, ale jest w stanie przystosować się do warunków o różnym stopniu zacienienia. Są to rośliny drzewiaste (brzoza, dąb, sosna) i zielne (poziomka, fiołek, ziele dziurawca itp.).
3. Rośliny kochające cień (sciofity) nie znoszą silnego oświetlenia, rosną tylko w zacienionych miejscach (pod baldachimem lasu) i nigdy nie rosną w miejscach otwartych. Na polanach przy silnym oświetleniu ich wzrost spowalnia, a czasem obumierają. Do roślin tych należą trawy leśne – paprocie, mchy, szczawiki itp. Przystosowanie do zacienienia łączy się zwykle z potrzebą dobrego zaopatrzenia w wodę.

Częstotliwość dzienna i sezonowa [pokazywać] .

Cykliczność dobowa determinuje procesy wzrostu i rozwoju roślin i zwierząt, które zależą od długości godzin dziennych.

Czynnikiem regulującym i kontrolującym rytm codziennego życia organizmów jest fotoperiodyzm. Jest to najważniejszy czynnik sygnału, który pozwala roślinom i zwierzętom „mierzyć czas” – stosunek czasu trwania okresu oświetlenia do ciemności w ciągu dnia, pozwalający określić ilościowe parametry oświetlenia. Innymi słowy, fotoperiodyzm to reakcja organizmów na zmianę dnia i nocy, która objawia się wahaniami intensywności procesów fizjologicznych – wzrostu i rozwoju. To właśnie długość dnia i nocy zmienia się bardzo dokładnie i naturalnie w ciągu roku, niezależnie od czynników losowych, niezmiennie powtarzając się z roku na rok, dzięki czemu organizmy w procesie ewolucji koordynowały wszystkie etapy swojego rozwoju z rytmem tych przedziałów czasowych .

W strefie umiarkowanej właściwość fotoperiodyzmu służy jako funkcjonalny czynnik klimatyczny, który determinuje cykl życia większości gatunków. U roślin efekt fotoperiodyczny przejawia się w koordynacji okresu kwitnienia i dojrzewania owoców z okresem najaktywniejszej fotosyntezy, u zwierząt - w zbieżności czasu reprodukcji z okresem obfitości pokarmu, u owadów - na początku diapauzy i wyjścia z niej.

Do zjawisk biologicznych wywołanych fotoperiodyzmem zalicza się także sezonowe migracje (loty) ptaków, przejawy ich instynktów lęgowych i rozrodczych, zmianę futra u ssaków itp.

Zgodnie z wymaganym czasem trwania okresu światła rośliny dzielą się na

• długodniowe, które wymagają więcej niż 12 godzin światła do normalnego wzrostu i rozwoju (len, cebula, marchew, owies, lulka, narkotyk, młode, ziemniaki, belladonna itp.);
• rośliny krótkodniowe - do kwitnienia potrzebują co najmniej 12 godzin nieprzerwanego okresu ciemności (dalie, kapusta, chryzantemy, amarantus, tytoń, kukurydza, pomidory itp.);
• rośliny obojętne, w których rozwój organów generatywnych zachodzi zarówno w krótki dzień(nagietki, winogrona, floksy, bzy, gryka, groch, rdest itp.)

Rośliny całodniowe pochodzą głównie z północnych szerokości geograficznych, krótkie dniowe z południowych. W strefa tropikalna, gdzie długość dnia i nocy zmienia się nieznacznie w ciągu roku, fotoperiod nie może służyć jako czynnik orientujący w okresowości procesów biologicznych. Jest on zastępowany naprzemiennymi porami suchymi i mokrymi. Gatunki długodniowe mają czas na produkcję plonów nawet w warunkach krótkiego północnego lata. Powstawanie dużej masy substancji organicznych występuje latem podczas dość długich godzin dziennych, które na szerokości geograficznej Moskwy mogą osiągnąć 17 godzin, a na szerokości geograficznej Archangielska - ponad 20 godzin dziennie.

Długość dnia znacząco wpływa na zachowanie zwierząt. Wraz z nadejściem wiosennych dni, których czas trwania stopniowo się wydłuża, u ptaków pojawiają się instynkty lęgowe, powracają one z ciepłych lądów (choć temperatura powietrza może nadal być niekorzystna) i zaczynają składać jaja; zwierzęta ciepłokrwiste linieją.

Skrócenie dnia jesienią powoduje odwrotne zjawiska sezonowe: ptaki odlatują, niektóre zwierzęta zapadają w sen zimowy, inne zarastają gęstą sierścią, u owadów tworzą się stadia zimowania (mimo wciąż korzystnej temperatury i obfitości pożywienia). W takim przypadku skrócenie dnia sygnalizuje żywym organizmom, że zbliża się okres zimowy i mogą się do niego wcześniej przygotować.

U zwierząt, zwłaszcza stawonogów, wzrost i rozwój zależą również od długości dnia. Na przykład kapusta biała, ćmy brzozowe rozwijają się normalnie tylko przy długim dniu świetlnym, a jedwabniki, różne rodzaje szarańczy, szufelka - przy krótkim. Fotoperiodyzm wpływa również na czas rozpoczęcia i zakończenia okresu godowego u ptaków, ssaków i innych zwierząt; o reprodukcji, rozwoju embrionalnym płazów, gadów, ptaków i ssaków;

Najdokładniejszymi zegarami są sezonowe i dobowe zmiany oświetlenia, których przebieg jest wyraźnie regularny i praktycznie nie zmienił się w ostatnim okresie ewolucji.

Dzięki temu możliwe stało się sztuczne regulowanie rozwoju zwierząt i roślin. Na przykład tworzenie roślin w szklarniach, szklarniach lub inspektach godzin dziennych trwających 12-15 godzin pozwala uprawiać warzywa, rośliny ozdobne nawet zimą, przyspieszać wzrost i rozwój sadzonek. I odwrotnie, cieniowanie roślin latem przyspiesza pojawianie się kwiatów lub nasion późno kwitnących jesiennych roślin.

Wydłużając dzień dzięki sztucznemu oświetleniu zimą można wydłużyć okres nieśności kurcząt, gęsi, kaczek oraz uregulować rozród zwierząt futerkowych na fermach futerkowych. Czynnik światła odgrywa również ważną rolę w innych procesach życiowych zwierząt. Przede wszystkim jest to warunek konieczny widzenia, ich orientacji wzrokowej w przestrzeni w wyniku postrzegania przez narządy wzroku bezpośrednich, rozproszonych lub odbitych promieni świetlnych od otaczających obiektów. Treść informacyjna dla większości zwierząt o świetle spolaryzowanym jest świetna, umiejętność rozróżniania kolorów, poruszania się po astronomicznych źródłach światła jesienią i wiosenne migracje ptaki, w zdolnościach nawigacyjnych innych zwierząt.

Na podstawie fotoperiodyzmu u roślin i zwierząt w procesie ewolucji opracowano specyficzne roczne cykle okresów wzrostu, reprodukcji i przygotowania do zimy, które nazywane są rytmami rocznymi lub sezonowymi. Rytmy te przejawiają się zmianą intensywności natury procesów biologicznych i powtarzają się w rocznych odstępach. Zbieżność okresów cyklu życia z odpowiednią porą roku ma ogromne znaczenie dla istnienia gatunku. Rytmy sezonowe zapewniają roślinom i zwierzętom najkorzystniejsze warunki do wzrostu i rozwoju.

Ponadto procesy fizjologiczne roślin i zwierząt są ściśle uzależnione od rytmu dobowego, który wyrażają określone rytmy biologiczne. W konsekwencji rytmy biologiczne to okresowo powtarzające się zmiany w natężeniu i charakterze procesów i zjawisk biologicznych. U roślin rytmy biologiczne przejawiają się w codziennym ruchu liści, płatków, zmianach w fotosyntezie, u zwierząt - w wahaniach temperatury, zmianach wydzielania hormonów, szybkości podziału komórek itp. U ludzi dobowe wahania częstości oddechów, tętna, krwi ciśnienie, czuwanie, sen itp. Rytmy biologiczne są dziedzicznie ustalonymi reakcjami, dlatego znajomość ich mechanizmów jest ważna w organizacji pracy i odpoczynku człowieka.

Temperatura

Jeden z najważniejszych czynników abiotycznych, od których w dużej mierze zależy istnienie, rozwój i rozmieszczenie organizmów na Ziemi [pokazywać] .

Górna granica temperatury życia na Ziemi to prawdopodobnie 50-60°C. W takich temperaturach dochodzi do utraty aktywności enzymów i fałdowania białek. Jednak ogólny zakres temperatur aktywnego życia na planecie jest znacznie szerszy i ograniczony następującymi granicami (Tabela 1)

Tabela 1. Zakres temperatur aktywnego życia na planecie, °С

Wśród organizmów mogących istnieć w bardzo wysokich temperaturach znane są termofilne glony, które mogą żyć w gorących źródłach o temperaturze 70-80°C. Porosty łuskowe, nasiona i organy wegetatywne roślin pustynnych (saksaul, cierń wielbłąda, tulipany) znajdujące się w górnej warstwie gorącej gleby z powodzeniem tolerują bardzo wysokie temperatury (65-80 °C).

Istnieje wiele gatunków zwierząt i roślin, które wytrzymują duże wartości ujemnych temperatur. Drzewa i krzewy w Jakucji nie zamarzają przy minus 68°C. Pingwiny żyją na Antarktydzie w temperaturze minus 70 ° C, a niedźwiedzie polarne, lisy polarne, sowy śnieżne. Wody polarne o temperaturze od 0 do -2°C zamieszkiwane są przez różnych przedstawicieli flory i fauny – mikroalgi, bezkręgowce, ryby, których cykl życiowy w takich warunkach temperaturowych przebiega nieustannie.

Znaczenie temperatury polega przede wszystkim na jej bezpośrednim wpływie na szybkość i charakter przebiegu reakcji metabolicznych w organizmach. Ponieważ dobowe i sezonowe wahania temperatury rosną wraz z odległością od równika, rośliny i zwierzęta, dostosowując się do nich, pokazują inna potrzeba w cieple.

Metody adaptacji

• Migracja - przesiedlenie w korzystniejszych warunkach. Wieloryby, wiele gatunków ptaków, ryb, owadów i innych zwierząt migrują regularnie przez cały rok.
• Drętwienie - stan całkowitego bezruchu, gwałtowny spadek aktywności życiowej, zaprzestanie odżywiania. Obserwuje się ją u owadów, ryb, płazów, ssaków, gdy temperatura środowiska spada jesienią, zimą (hibernacja) lub gdy rośnie latem na pustyniach (hibernacja letnia).
• Anabioza to stan ostrego tłumienia procesów życiowych, kiedy widoczne przejawy życia chwilowo się zatrzymują. Zjawisko to jest odwracalne. Odnotowuje się go w drobnoustrojach, roślinach, niższych zwierzętach. Nasiona niektórych roślin w zawieszeniu mogą mieć nawet 50 lat. Mikroby w stanie zawieszonej animacji tworzą zarodniki, pierwotniaki - cysty.

Wiele roślin i zwierząt, przy odpowiednim przeszkoleniu, z powodzeniem znosi ekstremalnie niskie temperatury w stanie głębokiego spoczynku lub anabiozy. W eksperymentach laboratoryjnych nasiona, pyłki, zarodniki roślin, nicienie, wrotki, cysty pierwotniaków i innych organizmów, plemniki, po odwodnieniu lub umieszczeniu w roztworach specjalnych substancji ochronnych - krioprotektorów - wytrzymują temperatury bliskie zeru bezwzględnego.

Obecnie poczyniono postępy w praktycznym stosowaniu substancji o właściwościach krioochronnych (glicerol, tlenek polietylenu, dimetylosulfotlenek, sacharoza, mannitol itp.) w biologii, rolnictwie i medycynie. W roztworach krioprotektantów przeprowadza się długotrwałe przechowywanie krwi w puszkach, nasienia do sztucznego zapłodnienia zwierząt gospodarskich, niektórych narządów i tkanek do przeszczepu; ochrona roślin przed przymrozkami zimowymi, wczesnowiosennymi itp. Powyższe problemy należą do kompetencji kriobiologii i kriomedycyny i są rozwiązywane przez wiele instytucji naukowych.

• Termoregulacja. Rośliny i zwierzęta w procesie ewolucji wykształciły różne mechanizmy termoregulacji:

1. w roślinach
   • fizjologiczne - kumulacja cukru w ​​komórkach, dzięki czemu wzrasta stężenie soku komórkowego i zmniejsza się zawartość wody w komórkach, co przyczynia się do mrozoodporności roślin. Na przykład u brzozy karłowatej, jałowca górne gałęzie giną w ekstremalnie niskich temperaturach, a pełzające zimują pod śniegiem i nie umierają.
   • fizyczny
     1. transpiracja aparatów szparkowych – usuwanie nadmiaru ciepła i zapobieganie oparzeniom poprzez usuwanie wody (parowanie) z organizmu rośliny
     2. morfologiczny - mający na celu zapobieganie przegrzaniu: gęste omszenie liści do rozsiewu promienie słoneczne, błyszcząca powierzchnia do ich odbicia, zmniejszenie powierzchni pochłaniającej promienie - zwinięcie blaszki liściowej w tubę (pióro, kostrzewa), ustawienie liścia krawędzią do promieni słonecznych (eukaliptus), zmniejszenie ulistnienia (saksaul, kaktus ); mające na celu zapobieganie zamarzaniu: specjalne formy wzrostu - karłowatość, tworzenie form pełzających (zimowanie pod śniegiem), ciemny kolor (pomaga lepiej pochłaniać promienie ciepła i ogrzewać się pod śniegiem)
2. u zwierząt
   • zimnokrwiste (poikilotermiczne, ektotermiczne) [bezkręgowce, ryby, płazy i gady] – regulacja temperatury ciała odbywa się biernie poprzez zwiększenie pracy mięśni, cechy budowy i barwy powłoki, znajdowanie miejsc, w których możliwe jest intensywne wchłanianie światła słonecznego , itp., t .do. nie potrafią utrzymać reżimu temperaturowego procesów metabolicznych, a ich aktywność zależy głównie od ciepła dochodzącego z zewnątrz, a temperatura ciała - od wartości temperatury otoczenia i bilansu energetycznego (stosunek absorpcji i zwrotu energii promieniowania).
   • ciepłokrwiste (homeotermiczne, endotermiczne) [ptaki i ssaki] - potrafiące utrzymać stałą temperaturę ciała niezależnie od temperatury otoczenia. Ta właściwość pozwala wielu gatunkom zwierząt żyć i rozmnażać się w temperaturach poniżej zera ( renifer, niedźwiedź polarny, płetwonogi, pingwiny). W procesie ewolucji wypracowali dwa mechanizmy termoregulacji, za pomocą których utrzymują stałą temperaturę ciała: chemiczny i fizyczny. [pokazywać] .
     • Chemiczny mechanizm termoregulacji zapewnia szybkość i intensywność reakcji redoks i jest odruchowo kontrolowany przez centralny system nerwowy. Ważna rola w poprawie efektywności mechanizm chemiczny termoregulację odegrały takie aromorfozy, jak pojawienie się czterokomorowego serca, poprawa narządów oddechowych u ptaków i ssaków.
     • Fizyczny mechanizm termoregulacji zapewnia pojawienie się osłon termoizolacyjnych (piór, sierści, tłuszczu podskórnego), gruczołów potowych, narządów oddechowych, a także rozwój mechanizmów nerwowych regulujących krążenie krwi.

     Szczególnym przypadkiem homoitermii jest heterotermia - różny poziom temperatury ciała w zależności od czynnościowej czynności organizmu. Heterotermia jest charakterystyczna dla zwierząt, które zapadają w stan hibernacji lub czasowego odrętwienia w niesprzyjających porach roku. Jednocześnie ich wysoka temperatura ciała jest zauważalnie obniżona ze względu na powolny metabolizm (wiewiórki ziemne, jeże, nietoperze, jerzyki itp.).

Granice wytrzymałości duże wartości czynniki temperaturowe są różne zarówno w organizmach poikilotermicznych, jak i homeotermicznych.

Gatunki Eurythermal są w stanie tolerować wahania temperatury w szerokim zakresie.

Organizmy ciepłolubne żyją w warunkach wąskich granic temperatur, podzielonych na ciepłolubne gatunki ciepłolubne (storczyki, krzew herbaciany, kawa, koralowce, meduzy itp.) głębiny oceaniczne itp.).

Dla każdego organizmu lub grupy osobników istnieje optymalna strefa temperaturowa, w której aktywność jest szczególnie dobrze wyrażona. Powyżej tej strefy znajduje się strefa chwilowego odrętwienia termicznego, jeszcze wyżej - strefa długotrwałej bezczynności lub letniej hibernacji, granicząca ze strefą wysokiej temperatury śmiercionośnej. Gdy ta ostatnia spada poniżej optimum, pojawia się strefa zimnego odrętwienia, hibernacji i śmiertelnie niskiej temperatury.

Rozmieszczenie osobników w populacji, w zależności od zmiany czynnika temperatury na terytorium, generalnie przebiega według tego samego wzorca. Strefa optymalnych temperatur odpowiada największej gęstości zaludnienia, a po obu jej stronach obserwuje się spadek zagęszczenia do granicy przedziału, gdzie jest ona najmniejsza.

Czynnik temperatury na dużej powierzchni Ziemi podlega wyraźnym wahaniom dobowym i sezonowym, co z kolei determinuje odpowiedni rytm zjawisk biologicznych w przyrodzie. W zależności od dostarczania energii cieplnej do symetrycznych odcinków obu półkul globu, począwszy od równika, wyróżnia się następujące strefy klimatyczne:

1. strefa tropikalna. Minimum średnia roczna temperatura przekracza 16°C, w najchłodniejsze dni nie spada poniżej 0°C. Wahania temperatury w czasie są nieznaczne, amplituda nie przekracza 5°C. Roślinność jest całoroczna.
2. strefa podzwrotnikowa. Średnia temperatura najzimniejszy miesiąc to nie mniej niż 4°C, a najcieplejszy powyżej 20°C. Temperatury poniżej zera zdarzają się rzadko. Stabilny śnieżna pokrywa nieobecny w zimie. Okres wegetacyjny trwa 9-11 miesięcy.
3. strefa umiarkowana. Dobrze zdefiniowany letni sezon wegetacyjny i okres zimowy spoczynek roślin. Główna część strefy ma stabilną pokrywę śnieżną. Przymrozki są typowe wiosną i jesienią. Czasami strefa ta dzieli się na dwie: umiarkowanie ciepłą i umiarkowanie zimną, które charakteryzują się czterema porami roku.
4. strefa zimna. Średnia roczna temperatura wynosi poniżej 0°C, przymrozki są możliwe nawet podczas krótkiego (2-3 miesięcznego) sezonu wegetacyjnego. Roczne wahania temperatury są bardzo duże.

Wzorzec pionowego rozmieszczenia roślinności, gleb i dzikiej przyrody na obszarach górskich wynika również głównie z czynnika temperatury. W górach Kaukazu, Indii, Afryki można wyróżnić cztery lub pięć pasów roślinnych, których kolejność od dołu do góry odpowiada kolejności stref równoleżnikowych od równika do bieguna na tej samej wysokości.

Wilgotność

Czynnik środowiskowy charakteryzujący się zawartością wody w powietrzu, glebie, organizmach żywych. W naturze panuje dobowy rytm wilgotności: podnosi się w nocy i opada w ciągu dnia. Wilgotność, obok temperatury i światła, odgrywa ważną rolę w regulowaniu aktywności organizmów żywych. Głównym źródłem wody dla roślin i zwierząt jest opad atmosferyczny i wody gruntowe, a także rosę i mgłę.

Wilgoć jest niezbędnym warunkiem istnienia wszystkich żywych organizmów na Ziemi. Życie powstało w środowisku wodnym. Mieszkańcy tej krainy wciąż są uzależnieni od wody. Dla wielu gatunków zwierząt i roślin woda nadal stanowi siedlisko. O znaczeniu wody w procesach życiowych decyduje fakt, że jest ona głównym środowiskiem w komórce, w którym zachodzą procesy metaboliczne, pełni rolę najważniejszego produktu początkowego, pośredniego i końcowego przemian biochemicznych. O znaczeniu wody decyduje również jej zawartość ilościowa. Żywe organizmy składają się z co najmniej 3/4 wody.

W stosunku do wody rośliny wyższe dzielą się na

• hydrofity - rośliny wodne(lilia wodna, grot strzały, rzęsa);
• higrofity - mieszkańcy miejsc nadmiernie wilgotnych (tatarak, zegarek);
• mezofity - rośliny normalne warunki wilgotność (konwalia, waleriana, łubin);
• kserofity – rośliny żyjące w warunkach stałego lub sezonowego niedoboru wilgoci (saksaul, cierń wielbłąda, efedryna) oraz ich odmiany sukulenty (kaktusy, euforbia).

Przystosowania do życia w środowisku odwodnionym i z okresowym brakiem wilgoci Ważną cechą głównych czynników klimatycznych (światło, temperatura, wilgotność) jest ich regularna zmienność w cyklu rocznym, a nawet w ciągu dnia, a także w zależności od podział na strefy geograficzne. Pod tym względem adaptacje żywych organizmów mają również charakter regularny i sezonowy. Adaptacja organizmów do warunków środowiskowych może być szybka i odwracalna lub raczej powolna, co zależy od głębokości oddziaływania czynnika. W wyniku aktywności życiowej organizmy są w stanie zmienić abiotyczne warunki życia. Na przykład rośliny niższego poziomu są w warunkach mniejszego oświetlenia; procesy rozkładu substancji organicznych zachodzące w zbiornikach wodnych często powodują niedobór tlenu dla innych organizmów. Ze względu na aktywność organizmów wodnych, temperaturę i reżimy wodne, ilość tlenu, dwutlenku węgla, pH środowiska, skład spektralny światła itp. Środowisko powietrza i jego skład gazowy Rozwój środowiska lotniczego przez organizmy rozpoczął się po ich wylądowaniu. Życie w powietrzu wymagało specyficznych adaptacji i wysokiego poziomu organizacji roślin i zwierząt. Niska gęstość i zawartość wody, wysoka zawartość tlenu, łatwość poruszania się mas powietrza, nagłe zmiany temperatury itp. w istotny sposób wpłynęły na proces oddychania, wymiany wody i przemieszczania się organizmów żywych. Zdecydowana większość zwierząt lądowych w trakcie ewolucji nabyła zdolność latania (75% wszystkich gatunków zwierząt lądowych). Wiele gatunków charakteryzuje się ansmochorią - osadzaniem się za pomocą prądów powietrznych (zarodniki, nasiona, owoce, cysty pierwotniaków, owady, pająki itp.). Niektóre rośliny są zapylane przez wiatr. O pomyślne istnienie organizmów, nie tylko fizycznych, ale także Właściwości chemiczne powietrze, zawartość w nim składników gazowych niezbędnych do życia. Tlen. Dla ogromnej większości żywych organizmów tlen jest niezbędny. Tylko bakterie beztlenowe mogą rozwijać się w środowisku beztlenowym. Tlen zapewnia realizację reakcji egzotermicznych, podczas których uwalniana jest energia niezbędna do życia organizmów. Jest to końcowy akceptor elektronów, który w procesie wymiany energii zostaje odszczepiony od atomu wodoru. W stanie związanym chemicznie tlen wchodzi w skład wielu bardzo ważnych związków organicznych i mineralnych organizmów żywych. Jego rola jako utleniacza w obiegu poszczególnych elementów biosfery jest ogromna. Jedynymi producentami wolnego tlenu na Ziemi są rośliny zielone, które tworzą go w procesie fotosyntezy. Pewna ilość tlenu powstaje w wyniku fotolizy pary wodnej promieniami ultrafioletowymi na zewnątrz warstwy ozonowej. Wchłanianie przez organizmy tlenu ze środowiska zewnętrznego następuje na całej powierzchni ciała (pierwotniaki, robaki) lub specjalne organy oddychanie: tchawice (owady), skrzela (ryby), płuca (kręgowce). Tlen jest chemicznie wiązany i transportowany w organizmie przez specjalne barwniki krwi: hemoglobinę (kręgowce), hemocyjapinę (mięczaki, skorupiaki). Organizmy żyjące w warunkach ciągłego braku tlenu wykształciły odpowiednie adaptacje: zwiększona pojemność tlenowa krwi, częstsze i głębsze ruchy oddechowe, duża pojemność płuc (u górali, ptaków) czy zmniejszenie zużycia tlenu przez tkanki na skutek wzrost ilości mioglobiny, akumulatora tlenu w tkankach (wśród mieszkańców środowiska wodnego). Ze względu na dużą rozpuszczalność CO 2 i O 2 w wodzie ich względna zawartość jest tu wyższa (2-3 razy) niż w powietrzu (rys. 1). Ta okoliczność jest bardzo ważna dla organizmów wodnych, które wykorzystują rozpuszczony tlen do oddychania lub CO2 do fotosyntezy (fototrofy wodne). Dwutlenek węgla. Normalna ilość tego gazu w powietrzu jest niewielka - 0,03% (objętościowo) lub 0,57 mg / l. W efekcie nawet niewielkie wahania zawartości CO 2 mają istotne odzwierciedlenie w procesie fotosyntezy, który bezpośrednio od niego zależy. Głównymi źródłami CO 2 przedostającego się do atmosfery są oddychanie zwierząt i roślin, procesy spalania, erupcje wulkanów, aktywność mikroorganizmów glebowych i grzybów, przedsiębiorstwa przemysłowe i transport. Dzięki właściwości absorpcji w zakresie podczerwieni widma, dwutlenek węgla wpływa na parametry optyczne i reżim temperaturowy atmosferę, powodując znany "efekt cieplarniany". Ważnym aspektem ekologicznym jest wzrost rozpuszczalności tlenu i dwutlenku węgla w wodzie wraz ze spadkiem jej temperatury. Dlatego fauna akwenów w polarnych i subpolarnych szerokościach geograficznych jest bardzo bogata i różnorodna, głównie ze względu na zwiększone stężenie tlenu w zimnej wodzie. Rozpuszczanie tlenu w wodzie, jak każdy inny gaz, jest zgodne z prawem Henry'ego: jest odwrotnie proporcjonalne do temperatury i zatrzymuje się po osiągnięciu temperatury wrzenia. W ciepłych wodach basenów tropikalnych obniżone stężenie rozpuszczonego tlenu ogranicza oddychanie, a co za tym idzie życie i liczebność zwierząt wodnych. W ostatnie czasy zauważalne jest pogorszenie reżimu tlenowego wielu zbiorników wodnych, spowodowane wzrostem ilości zanieczyszczeń organicznych, których zniszczenie wymaga dużej ilości tlenu. Strefowanie dystrybucji organizmów żywych Strefa geograficzna (równoleżnikowa) W kierunku równoleżnikowym z północy na południe na terytorium Federacji Rosyjskiej znajdują się kolejno następujące strefy naturalne: tundra, tajga, lasy liściaste, step, pustynia. Wśród elementów klimatu, które determinują strefę rozmieszczenia i rozmieszczenia organizmów, wiodącą rolę odgrywają czynniki abiotyczne - temperatura, wilgotność, reżim świetlny. Najbardziej zauważalne zmiany strefowe przejawiają się w naturze roślinności - wiodącego składnika biocenozy. Temu z kolei towarzyszą zmiany w składzie zwierząt – konsumentów i destruktorów pozostałości organicznych w ogniwach łańcuchów pokarmowych. Tundra- zimna, bezdrzewna równina półkuli północnej. Jej warunki klimatyczne nie sprzyjają wegetacji roślin i rozkładowi pozostałości organicznych (wieczna zmarzlina, stosunkowo niskie temperatury nawet latem, krótki okres dodatnich temperatur). Powstały tu swoiste, niewielkie w składzie gatunkowym (mchy, porosty) biocenozy. Pod tym względem produktywność biocenozy tundry jest niska: 5-15 c/ha materii organicznej rocznie. Strefa tajga charakteryzują się stosunkowo korzystnymi warunkami glebowo-klimatycznymi, zwłaszcza dla drzewa iglaste. Powstały tu bogate i wysokowydajne biocenozy. Roczne tworzenie materii organicznej wynosi 15-50 c/ha. Warunki strefy umiarkowanej doprowadziły do ​​powstania złożonych biocenoz lasy liściaste o najwyższej produktywności biologicznej na terenie Federacji Rosyjskiej (do 60 centów/ha rocznie). Odmiany lasów liściastych to lasy dębowe, bukowo-klonowe, lasy mieszane i inne Lasy takie charakteryzują się dobrze rozwiniętym runem krzewiastym i trawiastym, co przyczynia się do rozmieszczenia różnorodności fauny pod względem gatunkowym i ilościowym. Stepy- naturalna strefa strefy umiarkowanej półkul Ziemi, która charakteryzuje się niewystarczającym zaopatrzeniem w wodę, dlatego dominuje tu roślinność zielna, głównie zbożowa (trawa piórkowa, kostrzewa itp.). Świat zwierząt różnorodne i bogate (lis, zając, chomik, myszy, wiele ptaków, zwłaszcza wędrownych). Najważniejsze obszary pod produkcję zbożową, przemysłową, warzywną i hodowlaną znajdują się w strefie stepowej. Produktywność biologiczna tego obszar naturalny stosunkowo wysoka (do 50 centów/ha rocznie). pustynia dominują w Azji Środkowej. Ze względu na niskie opady i wysokie temperatury latem roślinność zajmuje mniej niż połowę terytorium tej strefy i ma specyficzne przystosowania do suchych warunków. Świat zwierząt jest zróżnicowany cechy biologiczne były rozważane wcześniej. Roczne tworzenie się materii organicznej w strefie pustynnej nie przekracza 5 q/ha (ryc. 107). Zasolenie środowiska Zasolenie środowiska wodnego charakteryzuje się zawartością w nim rozpuszczalnych soli. W świeża woda zawiera 0,5-1,0 g/l, aw morzu 10-50 g/l soli. Zasolenie środowiska wodnego jest ważne dla jego mieszkańców. Istnieją zwierzęta przystosowane do życia wyłącznie w wodzie słodkiej (cyprinidy) lub tylko w wodzie morskiej (śledź). U niektórych ryb poszczególne etapy rozwoju osobniczego przechodzą przy różnym zasoleniu wody, na przykład węgorz pospolity żyje w zbiornikach słodkowodnych i migruje na tarło w Morzu Sargassowym. Tacy wodni mieszkańcy potrzebują odpowiedniej regulacji równowagi soli w organizmie. Mechanizmy regulacji składu jonowego organizmów. Zwierzęta lądowe są zmuszone do regulowania składu soli w swoich tkankach płynnych w celu utrzymania środowiska wewnętrznego w stałym lub prawie stałym, chemicznie niezmienionym stanie jonowym. Głównym sposobem utrzymania równowagi zasolonej w organizmach wodnych i roślinach lądowych jest unikanie siedlisk o niewłaściwym zasoleniu. Takie mechanizmy powinny działać szczególnie intensywnie i dokładnie u ryb migrujących (łosoś, kumpel, łosoś różowy, węgorz, jesiotr), które okresowo przechodzą z wody morskiej do słodkiej lub odwrotnie. Najprostszym sposobem jest regulacja osmotyczna w wodzie słodkiej. Wiadomo, że stężenie jonów w tych ostatnich jest znacznie niższe niż w tkankach płynnych. Zgodnie z prawami osmozy środowisko zewnętrzne wzdłuż gradientu stężenia przez błony półprzepuszczalne wchodzi do komórek, zachodzi rodzaj „hodowli” zawartości wewnętrznej. Gdyby taki proces nie był kontrolowany, organizm mógłby puchnąć i umrzeć. Jednak organizmy słodkowodne mają organy, które odprowadzają nadmiar wody na zewnątrz. Zachowanie jonów niezbędnych do życia ułatwia fakt, że mocz takich organizmów jest dość rozcieńczony (ryc. 2, a). Oddzielenie tak rozcieńczonego roztworu od płynów wewnętrznych prawdopodobnie wymaga aktywnej pracy chemicznej wyspecjalizowanych komórek lub narządów (nerek) i zużycia przez nie znacznej części całkowitej podstawowej energii metabolicznej. Wręcz przeciwnie, zwierzęta morskie i ryby piją i przyswajają tylko wodę morską, tym samym uzupełniając jej stałe wyjście z organizmu do środowiska zewnętrznego, które charakteryzuje się wysokim potencjałem osmotycznym. Jednocześnie jednowartościowe jony słonej wody są aktywnie wydalane przez skrzela, a jony dwuwartościowe - przez nerki (ryc. 2, b). Komórki zużywają dość dużo energii na wypompowywanie nadmiaru wody, dlatego wraz ze wzrostem zasolenia i spadkiem wody w organizmie organizmy zwykle przechodzą w stan nieaktywny - anabiozę soli. Jest to charakterystyczne dla gatunków żyjących w okresowo wysychających basenach wody morskiej, ujściach rzek, w litoralu (wrotki, obunogi, wiciowce itp.). Zasolenie górnej warstwy skorupy ziemskiej zależy od zawartości w nim jonów potasu i sodu i podobnie jak zasolenie środowiska wodnego jest ważna dla jego mieszkańców, a przede wszystkim roślin, które mają do niego odpowiednią adaptację. Dla roślin ten czynnik nie jest przypadkowy, towarzyszy im w procesie ewolucyjnym. Tak zwana roślinność solonczaka (solanka, lukrecja itp.) ogranicza się do gleb o wysokiej zawartości potasu i sodu. Górna warstwa skorupy ziemskiej to gleba. Oprócz zasolenia gleby wyróżnia się jej inne wskaźniki: kwasowość, reżim hydrotermalny, napowietrzenie gleby itp. Wraz z reliefem te właściwości powierzchnia ziemi, zwane czynnikami edaficznymi środowiska, oddziałują ekologicznie na jego mieszkańców. edaficzne czynniki środowiskowe Właściwości powierzchni ziemi mające wpływ ekologiczny na jej mieszkańców. pożyczone profil gleby Rodzaj gleby zależy od jej składu i koloru. A - Gleba tundra ma ciemną, torfową powierzchnię. B - Gleba pustynna jest lekka, gruboziarnista i uboga w materię organiczną Gleby kasztanowe (C) i czarnoziemy (D) to bogate w próchnicę gleby łąkowe typowe dla stepów Eurazji i prerii Ameryki Północnej. Czerwonawy wyługowany latosol (E) tropikalnej sawanny ma bardzo cienką, ale bogatą w próchnicę warstwę. Gleby bielicowe są typowe dla północnych szerokości geograficznych, gdzie występują duże opady i bardzo małe parowanie. Należą do nich bogaty w organicznie brunatny bielic leśny (F), szarobrązowy (H) i szaro-kamienisty (I), który rodzi zarówno drzewa iglaste, jak i drzewa liściaste. Wszystkie są stosunkowo kwaśne, aw przeciwieństwie do nich czerwono-żółty bielic (G) borów sosnowych jest dość silnie wymyty. W zależności od czynników edaficznych można wyróżnić szereg ekologicznych grup roślin. Zgodnie z reakcją na kwasowość roztworu glebowego istnieją: gatunki kwasolubne rosnące przy pH poniżej 6,5 (rośliny torfowisk, skrzyp, sosna, jodła, paproć); neutrofilne, preferujące glebę o odczynie obojętnym (pH 7) (większość roślin uprawnych); bazyfilne - rośliny najlepiej rosnące na podłożu o odczynie zasadowym (pH powyżej 7) (świerk, grab, tuja) i obojętne - może rosnąć na glebach o różnych wartościach pH. Ze względu na skład chemiczny gleby rośliny dzielą się na oligotroficzny, niewymagający ilości składników odżywczych; mezotroficzny, wymagający w glebie umiarkowanej ilości składników mineralnych (byliny zielne, świerk), mezotroficzny, potrzebujący w dużych ilościach dostępne elementy jesionowe (dąb, owoce). W odniesieniu do poszczególnych baterii nazywane są gatunki, które są szczególnie wymagające pod względem wysokiej zawartości azotu w glebie - nitrofile (pokrzywa, rośliny podwórkowe); wymagające dużej ilości wapnia – calcefile (buk, modrzew, kutr, bawełna, oliwka); rośliny gleb zasolonych nazywane są halofity (solnica, sarsazan), niektóre halofity są w stanie wydalać nadmiar soli na zewnątrz, gdzie sole te po wyschnięciu tworzą stałe filmy lub skupiska krystaliczne W odniesieniu do składu mechanicznego sypkie rośliny piaskowe - psammofity (saksaul, akacja piaskowa) rośliny piargów, spękań i zagłębień skał i innych podobnych siedlisk - litofity [petrofity] (jałowiec, dąb bezszypułkowy) Rzeźba terenu i charakter gleby w istotny sposób wpływają na specyfikę przemieszczania się zwierząt, rozmieszczenie gatunków, których żywotna aktywność jest czasowo lub na stałe związana z glebą. Charakter systemu korzeniowego (głęboki, powierzchniowy) oraz sposób życia fauny glebowej zależą od reżimu hydrotermalnego gleb, ich napowietrzenia, składu mechanicznego i chemicznego. Skład chemiczny gleby oraz różnorodność mieszkańców wpływają na jej żyzność. Najbardziej żyzne są gleby czarnoziemu bogate w próchnicę. Jako czynnik abiotyczny, rzeźba terenu wpływa na rozkład czynników klimatycznych, a tym samym na tworzenie odpowiedniej flory i fauny. Na przykład na południowych zboczach wzgórz lub gór zawsze panuje wyższa temperatura, lepsze oświetlenie i odpowiednio mniejsza wilgotność.

Czynniki abiotyczne obejmują różne oddziaływania nieożywionych (fizykochemicznych) składników przyrody na systemy biologiczne.

Wyróżnia się następujące główne czynniki abiotyczne:

Tryb światła (oświetlenie);

Reżim temperaturowy (temperatura);

Reżim wodny (wilgotność),

Reżim tlenowy (zawartość tlenu);

Właściwości fizyczne i mechaniczne medium (gęstość, lepkość, ciśnienie);

Właściwości chemiczne medium (kwasowość, zawartość różnych chemikaliów).

Ponadto występują dodatkowe czynniki abiotyczne: ruch środowiska (wiatr, przepływ wody, fale, prysznice), niejednorodność środowiska (obecność schronień).

Czasami działanie czynników abiotycznych staje się katastrofalne: podczas pożarów, powodzi, suszy. W przypadku poważnych klęsk żywiołowych i katastrof spowodowanych przez człowieka może nastąpić całkowita śmierć wszystkich organizmów.

W związku z działaniem głównych czynników abiotycznych wyróżnia się ekologiczne grupy organizmów.

Do opisu tych grup używa się terminów, które zawierają korzenie starożytnej Grecji: -fity (od "fiton" - roślina), -file (od "phileo" - kocham), -trofeum (od "trofeum" - żywność) , -fagi (od " fagos" - pożeracz). Korzeń - fita jest stosowana w stosunku do roślin i prokariontów (bakterie), korzeń - phyla - w stosunku do zwierząt (rzadziej w stosunku do roślin, grzybów i prokariontów), korzeń - trofia - w stosunku do roślin, grzybów i niektóre prokarionty, korzenie - fagi - w odniesieniu do zwierząt, a także niektóre wirusy.

Reżim świetlny ma bezpośredni wpływ przede wszystkim na rośliny. W odniesieniu do iluminacji wyróżnia się następujące ekologiczne grupy roślin:

1. heliofity - rośliny światłolubne (rośliny otwartych przestrzeni, stale dobrze oświetlone siedliska).

2. sciophytes - rośliny cieniolubne, które nie tolerują intensywnego oświetlenia (rośliny niższych poziomów zacienionych lasów).

3. heliofity fakultatywne - rośliny tolerujące cień (preferują wysoką intensywność światła, ale są zdolne do rozwoju przy słabym oświetleniu). Rośliny te są częściowo heliofitem, częściowo sciofitem.

Reżim temperaturowy. Zwiększenie odporności roślin na niskie temperatury osiąga się poprzez zmianę struktury cytoplazmy, zmniejszenie powierzchni (np. na skutek opadania liści, przemiany typowych liści w igły). Zwiększenie odporności roślin na wysokie temperatury Osiąga się to poprzez zmianę struktury cytoplazmy, zmniejszenie nagrzanego obszaru i utworzenie grubej skorupy (istnieją rośliny pirofitowe, które tolerują pożary).

Zwierzęta regulują temperaturę ciała na różne sposoby:

Regulacja biochemiczna - zmiana intensywności metabolizmu i poziomu produkcji ciepła;

Termoregulacja fizyczna - zmiana poziomu wymiany ciepła;

W zależności od warunków klimatycznych bliskie gatunki zwierząt wykazują zmienność wielkości ciała i proporcji, które określają reguły empiryczne ustalone w XIX wieku. Reguła Bergmana - jeśli dwa blisko spokrewnione gatunki zwierząt różnią się wielkością, to większy gatunek żyje w chłodniejszych warunkach, a mniejszy w ciepłym klimacie. Zasada Allena - jeśli dwa blisko spokrewnione gatunki zwierząt żyją w różnych warunkach klimatycznych, to stosunek powierzchni ciała do objętości ciała maleje wraz z postępem na duże szerokości geograficzne.

reżim wodny. W zależności od zdolności do utrzymywania bilansu wodnego rośliny dzielą się na poikilohydriczne i homeiohydriczne. Rośliny wielowodorotlenowe łatwo wchłaniają i łatwo tracą wodę, tolerują długotrwałe odwodnienie. Z reguły są to rośliny o słabo rozwiniętych tkankach (mszaki, niektóre paprocie i rośliny kwitnące), a także glony, grzyby i porosty. Rośliny homeiohydryczne są w stanie utrzymać stałą zawartość wody w tkankach. Wśród nich są następujące grupy ekologiczne:

1. hydatofity - rośliny zanurzone w wodzie; bez wody szybko umierają;

2. hydrofity - rośliny siedlisk ekstremalnie podmokłych (brzegi zbiorników wodnych, bagna); charakteryzuje się wysokim poziomem transpiracji; może rosnąć tylko przy stałym, intensywnym wchłanianiu wody;

3. higrofity - wymagają wilgotnych gleb i dużej wilgotności; podobnie jak rośliny z poprzednich grup nie tolerują suszenia;

4. mezofity - wymagają umiarkowanej wilgotności, są w stanie tolerować krótkotrwałą suszę; jest to duża i niejednorodna grupa roślin;

5. kserofity - rośliny zdolne do pobierania wilgoci przy jej braku, ograniczania parowania lub magazynowania wody;

6. sukulenty - rośliny o rozwiniętym miąższu magazynującym wodę w różnych narządach; siła ssania korzeni jest niska (do 8 atm), wiązanie dwutlenku węgla następuje w nocy (metabolizm kwasowy Gruboszowatych);

W niektórych przypadkach woda jest dostępna w dużych ilościach, ale nie jest łatwo dostępna dla roślin (niska temperatura, wysokie zasolenie lub wysoka kwasowość). W tym przypadku rośliny uzyskują cechy kseromorficzne, na przykład rośliny bagienne, gleby zasolone (halofity).

Zwierzęta w stosunku do wody dzielą się na następujące grupy ekologiczne: higrofile, mezofile i kserofile.

Redukcja strat wody osiągana jest na różne sposoby. Przede wszystkim rozwijają się wodoodporne osłony ciała (stawonogi, gady, ptaki). Poprawiane są narządy wydalnicze: naczynia Malpighian u pajęczaków i tchawicy, nerki miednicy u owodni. Zwiększa się koncentracja produktów przemiany azotu: mocznika, kwasu moczowego i innych. Parowanie wody zależy od temperatury, więc reakcje behawioralne mające na celu uniknięcie przegrzania odgrywają ważną rolę w ochronie wody. Szczególne znaczenie ma ochrona wód rozwój zarodkowy poza ciałem matki, co prowadzi do pojawienia się błon embrionalnych; u owadów tworzą się błony surowicze i owodniowe, u owodników składających jaja - surowiczy, owodni i omoczni.

Właściwości chemiczne środowiska.

Tryb tlenowy. Pod względem zawartości tlenu wszystkie organizmy dzielą się na tlenowe (wymagające zwiększonej zawartości tlenu) i beztlenowe (nie potrzebujące tlenu). Beztlenowce dzielą się na fakultatywne (mogące istnieć zarówno w obecności tlenu, jak i bez tlenu) i obligatoryjne (nie mogące istnieć w środowisku tlenowym).

1. oligotroficzny - niewymagający zawartości składników mineralnych w glebie;

2. eutroficzny lub megatroficzny - wymagający żyzności gleby; wśród roślin eutroficznych wyróżniają się nitrofile, wymagające wysoka zawartość w azocie glebowym;

3. mezotroficzne - zajmują pozycję pośrednią między roślinami oligotroficznymi i megatroficznymi.

Wśród organizmów, które wchłaniają gotowe materia organiczna na całej powierzchni ciała (np. wśród grzybów) wyróżnia się następujące grupy ekologiczne:

Saprotrofy ściółkowe - rozkładają ściółkę.

Saprotrofy humusowe - rozkładają próchnicę.

Ksylotrofy, czyli ksylofile - rozwijają się na drewnie (na martwych lub osłabionych częściach roślin).

Koprotrofy, czyli koprofile - rozwijają się na szczątkach odchodów.

Dla roślin ważna jest również kwasowość gleby (pH). Są rośliny kwasolubne preferujące gleby kwaśne (torfowiec, skrzyp polny, wełnianka), rośliny kalcyfilne lub zasadochłonne preferujące gleby zasadowe (piołun, podbiał, lucerna) oraz rośliny mało wymagające od pH gleby (sosna, brzoza, krwawnik pospolity, konwalia). dolina) .

) i antropogeniczne (działalność człowieka).

Czynnik ograniczający rozwój roślin to element, który sprowadza się do minimum. Określa to prawo nazwane przez J. Liebiga (1840) prawem minimum. Liebig, chemik organiczny, jeden z założycieli, wysunął teorię mineralnego odżywiania roślin. Plon upraw jest często ograniczany przez składniki pokarmowe, których nie ma w nadmiarze, takie jak CO 2 i H 2 O, ale są one wymagane w znikomych ilościach. Na przykład: - niezbędny element żywienia roślin, ale nie występuje w glebie. Kiedy jego rezerwy wyczerpią się w wyniku uprawy jednej rośliny, wówczas wzrost roślin zatrzymuje się, nawet jeśli innych pierwiastków jest pod dostatkiem. Prawo Liebiga ma ścisłe zastosowanie tylko w warunkach stanu ustalonego. Konieczne jest uwzględnienie interakcji czynników. Tak więc wysoka lub dostępność jednego lub działanie innego (nie minimalnego) czynnika może zmienić tempo zużycia baterii zawartej w minimalnej ilości. Czasami jest w stanie zastąpić (częściowo) brakujący pierwiastek innym, bardziej dostępnym i bliskim mu chemicznie. Tak więc niektóre rośliny potrzebują mniej, jeśli rosną w świetle, a mięczaki żyjące w miejscach, w których jest ich dużo, częściowo zastępują je podczas budowania muszli.

Czynniki środowiskoweśrodowiska mogą mieć różnego rodzaju wpływy na żywe organizmy:

1) bodźce powodujące zmiany adaptacyjne funkcji fizjologicznych i biochemicznych (na przykład wzrost prowadzi do zwiększenia pocenia się ssaków i wychłodzenia organizmu);

2) ograniczenia uniemożliwiające egzystencję w tych warunkach (na przykład brak wilgoci w suchych regionach uniemożliwia wielu tam przenikanie);

3) modyfikatory powodujące zmiany anatomiczne i morfologiczne (na przykład kurz w regionach przemysłowych niektórych krajów doprowadził do powstania ćmy czarnej ćmy brzozowej, która zachowała jasny kolor na obszarach wiejskich);

4) sygnały wskazujące na zmianę innych czynników środowiskowych.

W naturze oddziaływania czynników środowiskowych ujawniono szereg ogólnych prawidłowości.

Prawo Optimum- pozytywny lub negatywny wpływ czynnika na - zależy od siły jego oddziaływania. Niewystarczające lub nadmierne działanie czynnika w równym stopniu negatywnie wpływa na życie jednostek. Korzystna siła oddziaływania czynnika środowiskowego nazywana jest strefą optymalną. Niektóre gatunki znoszą wahania w szerokim zakresie, inne w wąskich. Szeroki na dowolny czynnik jest wskazany przez dodanie cząstki "evry", wąskiej - "steno" (eurytermicznej, stenotermicznej - w stosunku do euryotopowej i stenotopowej - w stosunku do siedlisk).

Niejednoznaczność działania czynnika na różne funkcje. Każdy czynnik ma niejednoznaczny wpływ na różne funkcje. Optimum dla niektórych procesów może być niekorzystne dla innych. Na przykład powyżej 40 ° C u zwierząt zimnokrwistych zwiększa intensywność procesów metabolicznych, ale hamuje motorykę, co prowadzi do otępienia termicznego.

Interakcja czynników. Strefa optymalna i granice wytrzymałości w stosunku do któregokolwiek z czynników środowiskowych mogą się zmieniać w zależności od siły i kombinacji innych czynników działających jednocześnie. Tak więc upał łatwiej znieść na suchym niż mokrym. Ryzyko zamarznięcia jest wyższe na mrozie z silny wiatr niż przy spokojnej pogodzie. Jednocześnie wzajemna kompensacja działania czynników środowiskowych ma pewne granice i nie można całkowicie zastąpić jednego z nich drugim. Braku ciepła w rejonach polarnych nie można zrekompensować ani obfitością wilgoci, ani całodobowym oświetleniem w czas letni. Każdy gatunek zwierzęcia wymaga własnego zestawu czynników środowiskowych.

Wpływ składnika chemicznego czynnika abiotycznego na organizmy żywe. Czynniki abiotyczne tworzą warunki życia roślin i zwierząt oraz mają bezpośredni lub pośredni wpływ na życie tych ostatnich. Czynniki abiotyczne obejmują pierwiastki o charakterze nieorganicznym: gleba macierzysta, skład chemiczny i te ostatnie, światło słoneczne, ciepło i jego skład chemiczny, jego skład, barometryczne i wodne, naturalne tło promieniowania itp. Składniki chemiczne czynników abiotycznych są odżywcze, śladowe pierwiastki i trujące środowisko o kwasowości (pH).

Wpływ pH na przeżywalność organizmów wodnych. Większość ludzi nie znosi wahań pH. funkcjonują tylko w środowisku o ściśle określonym reżimie kwasowo-zasadowym. wodór w dużej mierze zależy od układu węglanów, który jest ważny dla całości i jest opisywany przez złożony układ, który powstaje, gdy wolny CO 2 znajduje się w naturalnej wodzie słodkiej, zgodnie z:

CO 2 + H 2 O + H 2 CO 3 + H + + HC.

Tabela 1.1

Wartości pH dla europejskich ryb słodkowodnych (wg R. Dajo, 1975)

	Charakter wpływu na ryby słodkowodne
	Katastrofalny dla ryb; niektóre rośliny i bezkręgowce przeżywają
	Katastrofalny dla ryb łososiowych; płoć, okoń, szczupak mogą przetrwać po aklimatyzacji
	Katastrofalny dla wielu ryb, tylko ras szczupaków
	Niebezpieczny dla kawioru z łososia
	Obszar odpowiedni do życia
	Niebezpieczny dla okonia i łososia w przypadku dłuższej ekspozycji
	Szkodliwy dla rozwoju niektórych gatunków, śmiertelny dla ryb łososiowatych przy dłuższej ekspozycji
	Bardzo krótko noszony przez płoć
	Zabójczy dla wszystkich ryb

Wpływ ilości rozpuszczonej na skład gatunkowy i liczebność hydrobiontów. Stopień nasycenia jest do niego odwrotnie proporcjonalny. rozpuszczony O 2 na powierzchni waha się od 0 do 14 mg/l i podlega znacznym wahaniom sezonowym i dobowym, które zależą głównie od stosunku intensywności procesów jego wytwarzania i zużycia. W przypadku dużej intensywności O 2 może być znacznie przesycone (20 mg/l i więcej). W środowisku wodnym czynnikiem ograniczającym. O2 to 21% (objętościowo) i około 35% wszystkich rozpuszczonych. w morzu jest 80% tego w wodzie słodkiej. Dystrybucja 2) 5 - 7 mg / l - lipień, kiełb, kleń, miętus;. Gatunki te są w stanie przetrwać przechodząc do powolnego życia, do beztlenowości lub dzięki temu, że posiadają d-hemoglobinę, która ma duże powinowactwo do środowiska. wód, wskaźnik ten jest bardzo zmienny. Zasolenie jest zwykle wyrażane w ppm (‰) i jest jedną z głównych cech mas wodnych, rozmieszczenia elementów morskich prądy morskie itp. Odgrywa szczególną rolę w kształtowaniu produktywności biologicznej mórz i oceanów, ponieważ wiele z nich jest bardzo podatnych na jej drobne zmiany. Wiele gatunków zwierząt jest całkowicie morskich (wiele gatunków ryb, bezkręgowców i ssaków).

Siedliska słonawe to gatunki, które tolerują wysokie zasolenie. W estuariach, gdzie zasolenie jest poniżej 3‰, fauna morska jest uboższa. W Morzu Bali, którego zasolenie wynosi 4 ‰, występują balusy, pierścienice, a także wrotki i hydroidy.

Wodne są podzielone na słodkowodne i morskie w zależności od stopnia zasoleniaw którym żyją. Stosunkowo niewiele roślin i zwierząt może wytrzymać duże wahania zasolenia. Gatunki takie żyją zwykle w ujściach rzek lub na słonych bagnach i nazywane są euryhalinami. Należą do nich wielu mieszkańców strefy przybrzeżnej (zasolenie wynosi ok. 35 ‰), ujścia rzek, słonawe (5 - 35 ‰) i ultrasolne (50 - 250 ‰), a także ryby anadromiczne tarła w wodach słodkich (< 5 ‰). Наиболее удивительный пример - рачок Artemia salina, способный существовать при солености от 20 до 250 ‰ и даже переносить полное временное опреснение. Способность существовать в с различной соленостью обеспечивается механизмами осморегуляции, которую поддерживают относительно постоянные осмотически активных в внутренней среды.

Ze względu na zasolenie środowiska zwierzęta dzieli się na stenohalinę i euryhalinę. Zwierzęta Stenohalin to zwierzęta, które nie wytrzymują znaczących zmian zasolenia środowiska. Jest to przytłaczająca liczba mieszkańców akwenów morskich i słodkowodnych. Zwierzęta Euryhaline mogą żyć w szerokim zakresie wahań zasolenia. Na przykład ślimak Hydrobia ulvae jest w stanie przetrwać zmiany NaCl od 50 do 1600 mmol/ml. Obejmują one również meduza Aurelia aurita, omułek jadalny Mutilus edulis, krab Carcinus maenas, appendicularia Oikopleura dioica.

Tolerancja na zasolenie waha się od . Na przykład hydroid Cordylophora caspia lepiej toleruje niskie zasolenie przy niskim zasoleniu; dziesięcionogi zamieniają się w mało solone, gdy są zbyt wysokie. Gatunki żyjące na obszarach słonawych różnią się wielkością od form morskich. Tak więc krab Carcinus maenas w Morzu Bałtyckim jest mały, podczas gdy w ujściach rzek i lagunach jest duży. To samo można powiedzieć o jadalnym omułku Mutilus edulis, który ma w Morzu Bałtyckim średni rozmiar 4 cm, w Morzu Białym - 10 - 12 cm, a w Morzu Japońskim - 14 - 16 cm zgodnie ze wzrostem zasolenia. Ponadto struktura gatunków euryhalinowych zależy również od zasolenia środowiska. Artemia skorupiaków przy zasoleniu 122 ‰ ma wielkość 10 mm, przy 20 ‰ osiąga 24 - 32 mm. Jednocześnie zmienia się kształt ciała, przydatki i kolor.

Czynniki abiotyczne

Czynniki abiotyczne - czynniki o charakterze nieożywionym, fizyczne i chemiczne. Należą do nich: światło, temperatura, wilgotność, ciśnienie, zasolenie (szczególnie w środowisku wodnym), skład mineralny (w glebie, w glebie zbiorników), ruch mas powietrza (wiatr), ruch mas wody (prądy ) itp. Połączenie różnych czynników abiotycznych determinuje rozmieszczenie gatunków organizmów w różnych regionach globu. Wszyscy wiedzą, że ten lub inny gatunek biologiczny nie występuje wszędzie, ale na obszarach, w których istnieją warunki niezbędne do jego istnienia. To w szczególności wyjaśnia geograficzne zamknięcie różnych gatunków na powierzchni naszej planety.

Jak wspomniano powyżej, istnienie określonego gatunku zależy od kombinacji wielu różnych czynników abiotycznych. Co więcej, dla każdego gatunku znaczenie poszczególnych czynników, a także ich kombinacji, jest bardzo specyficzne.

Światło jest niezbędne dla wszystkich żywych organizmów. Po pierwsze dlatego, że jest to praktycznie jedyne źródło energii dla wszystkich żywych istot. Organizmy autotroficzne (fotosyntetyczne) - sinice, rośliny, przekształcając energię światła słonecznego w energię wiązań chemicznych (w procesie syntezy substancji organicznych z mineralnych), zapewniają ich istnienie. Ale dodatkowo stworzone przez nich substancje organiczne służą (w postaci pożywienia) jako źródło energii dla wszystkich heterotrofów. Po drugie, światło odgrywa ważną rolę jako czynnik regulujący sposób życia, zachowanie i procesy fizjologiczne zachodzące w organizmach. Przypomnijmy tak znany przykład, jak jesienne opadanie liści z drzew. Stopniowe zmniejszanie godzin dziennych uruchamia złożony proces fizjologicznej restrukturyzacji roślin w oczekiwaniu na długi okres zimowy.

Duże znaczenie dla zwierząt strefy umiarkowanej mają zmiany godzin dziennych w ciągu roku. Sezonowość determinuje rozmnażanie wielu ich gatunków, zmianę upierzenia i okrywy futra, rogi u kopytnych, przeobrażenia u owadów, migrację ryb i ptaków.

Nie mniej ważnym czynnikiem abiotycznym niż światło jest temperatura. Większość żywych istot może żyć tylko w zakresie od -50 do +50 °C. I głównie w siedliskach organizmów na Ziemi temperatury nie przekraczają tych granic. Istnieją jednak gatunki, które przystosowały się do życia w bardzo wysokich lub niskich temperaturach. Więc trochę bakterii glisty może żyć w gorących źródłach o temperaturze do +85 °C. W warunkach Arktyki i Antarktydy występują różne rodzaje zwierząt stałocieplnych - niedźwiedzie polarne, pingwiny.

Temperatura jako czynnik abiotyczny może znacząco wpływać na tempo rozwoju, fizjologiczną aktywność organizmów żywych, ponieważ podlega wahaniom dobowym i sezonowym.

Inne czynniki abiotyczne są nie mniej ważne, ale w różnym stopniu dla różnych grup organizmów żywych. Tak, dla wszystkich gatunki lądowe Wilgotność odgrywa znaczącą rolę, a dla wody - zasolenie. Na faunę i florę wysp na oceanach i morzach duży wpływ ma wiatr. Dla mieszkańców gleby ważna jest jej struktura, czyli wielkość cząstek gleby.

Czynniki biotyczne i antropogeniczne

Czynniki biotyczne(czynniki natury żywej) to różne formy interakcji między organizmami zarówno tego samego, jak i różnych gatunków.

Relacje między organizmami tego samego gatunku są bardziej prawdopodobne, że będą konkurencja i dość ostre. Wynika to z ich identycznych potrzeb - w zakresie żywności, przestrzeni terytorialnej, światła (dla roślin), w miejscach gniazdowania (dla ptaków) itp.

Często w relacji osobników tego samego gatunku występuje również współpraca. Stado, stadny tryb życia wielu zwierząt (kopytnych, fok, małp) pozwala im skutecznie bronić się przed drapieżnikami i zapewnić przeżycie ich młodym. Ciekawym przykładem są wilki. Zmieniają się przez cały rok konkurencyjne relacje do spółdzielni. Wiosną i latem wilki żyją w parach (samce i samice), wychowują potomstwo. Jednocześnie każda para zajmuje określone terytorium łowieckie, które zapewnia im pożywienie. Między parami panuje ostra rywalizacja terytorialna. Zimą wilki gromadzą się w watahy i polują razem, a w watahę rozwija się dość złożona struktura „społeczna”. Przejście od rywalizacji do kooperacji wynika tutaj z tego, że latem jest dużo zdobyczy (małe zwierzęta), a zimą dostępne są tylko duże zwierzęta (łosie, jelenie, dziki). Sam wilk nie może sobie z nimi poradzić, dlatego formuje się stado do udanego wspólnego polowania.

Związek organizmów różnych gatunków bardzo urozmaicony. W tych, które mają podobne potrzeby (pokarm, miejsca lęgowe), istnieje konkurencja. Na przykład między szarymi i czarnymi szczurami, czerwonym karaluchem i czarnym. Niezbyt często, ale między różne rodzaje rozwija się współpraca, jak dalej? targ ptaków. Liczne ptaki małych gatunków jako pierwsze dostrzegają niebezpieczeństwo, zbliżanie się drapieżnika. Podnoszą alarm, a wielcy silne poglądy(na przykład mewy srebrzyste) aktywnie atakują drapieżnika (lisa polarnego) i odpędzają go, chroniąc zarówno gniazda, jak i gniazda małych ptaków.

Powszechne w relacjach gatunkowych drapieżnictwo. W tym przypadku drapieżnik zabija ofiarę i zjada ją w całości. Ziołolecznictwo jest ściśle związane z tą metodą: i tutaj osobniki jednego gatunku zjadają przedstawicieli innego (czasem jednak nie zjadają rośliny całkowicie, ale tylko częściowo).

Na komensalizm symbiont czerpie korzyści ze wspólnego zamieszkiwania, a gospodarz nie jest krzywdzony, ale nie otrzymuje żadnej korzyści. Na przykład ryba pilot (komensalna), mieszkająca w pobliżu dużego rekina (właściciela), ma niezawodnego obrońcę, a jedzenie spada na nią „ze stołu” właściciela. Rekin po prostu nie zauważa swojego „darmowca”. Komensalizm jest powszechnie obserwowany u zwierząt prowadzących przywiązany tryb życia – gąbek, koelenteratów (ryc. 1).

Ryż. jeden.Ukwiał morski na muszli zajmowanej przez kraba pustelnika

Larwy tych zwierząt osiedlają się na muszlach krabów, muszlach mięczaków, a rozwinięte organizmy dorosłe wykorzystują żywiciela jako „nośnik”.

Wzajemne relacje charakteryzują się obopólną korzyścią zarówno dla mutualisty, jak i dla właściciela. Powszechnie znanymi tego przykładami są bakterie jelitowe u ludzi („dostarczanie” gospodarzowi niezbędnych witamin); bakterie brodawkowe - utrwalacze azotu - żyjące w korzeniach roślin itp.

Wreszcie, dwa gatunki żyjące na tym samym terytorium („sąsiedzi”) nie mogą w żaden sposób oddziaływać ze sobą. W tym przypadku mówi się o neutralizm brak związku między gatunkami.

Czynniki antropogeniczne - czynniki (wpływające na organizmy żywe i systemy ekologiczne) wynikające z działalności człowieka.