De abiotiska faktorerna i den naturliga miljön inkluderar. Vad är miljöfaktorer? Betydelsen av koldioxid

Signal för början av höstflyttningen av insektsätande fåglar

1) minskning av omgivningstemperatur 2) minskning av dagsljustimmar
3) brist på mat 4) ökad luftfuktighet och tryck

Antalet ekorrar i skogszonen påverkas INTE

Till abiotiska faktorer hänvisa

1) konkurrens av växter för absorption av ljus
2) växternas inverkan på djurlivet
3) temperaturförändring under dagen
4) mänsklig förorening

Den faktor som begränsar tillväxten av örtartade växter i en granskog är nackdelen

1) ljus 2) värme 3) vatten 4) mineraler

Vad heter en faktor som väsentligt avviker från det optimala värdet för arten

1) abiotisk 2) biotisk 3) antropogen 4) begränsande

44. Vilken faktor begränsar växternas liv i stäppzonen?

1) hög temperatur 2) brist på fukt 3) brist på humus
4) överskott av ultravioletta strålar

Den viktigaste abiotiska faktorn som mineraliserar organiska lämningar i skogens biogeocenos är

1) frost 2) bränder 3) vindar 4) regn

Abiotiska faktorer som bestämmer populationens storlek inkluderar

Den främsta begränsande faktorn för växtlivet i indiska oceanenär en nackdel

1) ljus 2) värme 3) mineralsalter 4) organiska ämnen

48. Vad kan bli en begränsande faktor för livet för sikahjortarna som lever i Primorye på bergens södra sluttningar?

1) djup snö 2) hård vind 3) brist barrträd

4) kort dag på vintern

Abiotiska miljöfaktorer inkluderar

1) markens bördighet 2) en mängd olika växter
3) förekomsten av rovdjur 4) lufttemperatur

41. Vilken miljöfaktor som helst kan vara begränsande, men de viktigaste är ofta:

1) fukt och mat

2) temperatur, för växter - närvaron av mineralnäringsämnen

3) temperatur, vatten, mat, för växter - närvaron av biogena element i jorden

42. Organismer med ett brett spektrum av tolerans - uthållighet ~ kallas:

1) stenobionter, de förekommer praktiskt taget inte i naturen

2) eurybionts, de är utbredda i naturen

3) eurybionts, de finns sällan i naturen

43. Bladens storlek är densamma under förhållanden under vilka:

1) mörkt - fuktigt och torrt - soligt

2) mörkt - fuktigt och fuktigt - soligt

3) torrt - soligt och soligt - blött

44. En hydrobiolog har alltid en syremätare redo, men en terrestrisk ekolog är mindre benägen att mäta syre eftersom:

1) I terrestra livsmiljöer är syre tillgängligt för levande varelser, i vattenlevande livsmiljöer är det ofta en begränsande faktor

2) I terrestra ekosystem är syre en begränsande faktor; i akvatiska ekosystem är det nästan alltid tillgängligt

3) I både terrestra och akvatiska ekosystem är syre den begränsande faktorn

45. Match

FUNKTION AV METABOLISMEN GRUPP AV ORGANISMER

A) utsläpp av syre till atmosfären 1) autotrofer

B) använda energin som finns i maten för ATP-syntes 2) heterotrofer

C) användning av färdiga organiska ämnen

D) syntes av organiska ämnen från oorganiska

D) användning av koldioxid för livsmedel

Block C. Ge ett utförligt svar på frågorna

1. Vad är skillnaden mellan mark-luft-miljön och vattnet?

2. Fotosynteshastigheten beror på begränsande (begränsande) faktorer, bland annat ljus, koldioxidkoncentration, temperatur. Varför är dessa faktorer begränsande för fotosyntesreaktioner?

3. Vilka är de morfologiska, fysiologiska och beteendeanpassningar till omgivningstemperaturen hos varmblodiga djur?

4. Vad förändras biotiska faktorer kan leda till en ökning av antalet nakna sniglar som lever i skogen och livnär sig huvudsakligen på växter?

5. Ett stort antal daggmaskar kan ibland ses på markytan. Förklara under vilka meteorologiska förhållanden detta inträffar och varför.

Dessa är faktorer av livlös natur som direkt eller indirekt verkar på kroppen - ljus, temperatur, fuktighet, kemisk sammansättning luft, vatten och markmiljö och andra (d.v.s. miljöns egenskaper, vars förekomst och påverkan inte direkt beror på aktiviteten hos levande organismer).

Ljus

(solstrålning) - en miljöfaktor som kännetecknas av intensiteten och kvaliteten på solens strålningsenergi, som används av fotosyntetiska gröna växter för att skapa växtbiomassa. Solljus som når jordens yta är den viktigaste energikällan att underhålla värmebalans av planeten, vattenutbytet av organismer, skapandet och omvandlingen av organiskt material genom biosfärens autotrofa länk, vilket i slutändan gör det möjligt att bilda en miljö som kan tillfredsställa organismernas vitala behov.

Den biologiska effekten av solljus bestäms av dess spektrala sammansättning. [visa] ,

I solljusets spektrala sammansättning finns det

• infraröda strålar (våglängd över 0,75 mikron)
• synliga strålar (0,40-0,75 mikron) och
• ultravioletta strålar (mindre än 0,40 mikron)

Olika delar av solspektrumet är olika i biologisk verkan.

infraröd, eller termiska, strålar bär den största mängden termisk energi. De står för cirka 49 % av den strålningsenergi som uppfattas av levande organismer. Termisk strålning absorberas väl av vatten, vars mängd i organismer är ganska stor. Detta leder till uppvärmning av hela organismen, vilket är särskilt viktigt för kallblodiga djur (insekter, reptiler, etc.). I växter väsentlig funktion infraröd strålning består i genomförandet av transpiration, med hjälp av vilken överskottsvärme avlägsnas från löven med vattenånga, samt att skapa optimala förhållanden för inträde av koldioxid genom stomata.

Synlig del av spektrumet utgör cirka 50 % av den strålningsenergi som når jorden. Denna energi behövs av växter för fotosyntes. Däremot används bara 1% av det till detta, resten reflekteras eller försvinner i form av värme. Denna region av spektrumet har lett till uppkomsten av många viktiga anpassningar i växt- och djurorganismer. I gröna växter, förutom bildandet av ett ljusabsorberande pigmentkomplex, med hjälp av vilket fotosyntesprocessen utförs, ljus färg blommor för att locka pollinatörer.

För djur spelar ljus främst en informativ roll och är involverat i regleringen av många fysiologiska och biokemiska processer. Protozoer har redan ljuskänsliga organeller (ett ljuskänsligt öga i Euglena-grönt), och reaktionen på ljus uttrycks i form av fototaxi - rörelse mot högsta eller lägsta belysning. Från och med coelenteraten utvecklar praktiskt taget alla djur ljuskänsliga organ med olika strukturer. Det finns nattaktiva och crepuskulära djur (ugglor, fladdermössen etc.), såväl som djur som lever i konstant mörker (medvedka, rundmask, mullvad, etc.).

UV-del kännetecknas av den högsta kvantenergin och hög fotokemisk aktivitet. Med hjälp av ultravioletta strålar med en våglängd på 0,29-0,40 mikron utförs biosyntes av vitamin D, retinala pigment och hud hos djur. Dessa strålar uppfattas bäst av synorganen hos många insekter, hos växter har de en formande effekt och bidrar till syntesen av vissa biologiskt aktiva föreningar (vitaminer, pigment). Strålar med en våglängd på mindre än 0,29 mikron har en skadlig effekt på levande varelser.

intensitet [visa] ,

Växter, vars vitala aktivitet är helt beroende av ljus, har olika morfostrukturella och funktionella anpassningar till livsmiljöernas ljusregim. Enligt kraven på ljusförhållanden delas växter in i följande miljögrupper:

1. Ljusälskande (heliofyter) växteröppna livsmiljöer som bara trivs i fullt solljus. De kännetecknas av en hög intensitet av fotosyntes. Dessa är tidiga vårväxter från stäpperna och halvöknarna (gåslök, tulpaner), växter av trädlösa sluttningar (salvia, mynta, timjan), spannmål, groblad, näckros, akacia, etc.
2. skuggtoleranta växter kännetecknas av en bred ekologisk amplitud till ljusfaktorn. Den växer bäst i höga ljusförhållanden, men kan anpassa sig till förhållanden med olika nivåer av skuggning. Dessa är träiga (björk, ek, tall) och örtartade (vildsmultron, viol, johannesört, etc.) växter.
3. Skuggälskande växter (sciofyter) de tål inte stark belysning, de växer bara på skuggiga platser (under skogens tak), och de växer aldrig på öppna platser. I gläntor under stark belysning saktar deras tillväxt ner, och ibland dör de. Till dessa växter hör skogsgräs - ormbunkar, mossor, oxalis etc. Anpassning till skuggning kombineras vanligtvis med behovet av god vattenförsörjning.

Daglig och säsongsbetonad frekvens [visa] .

Den dagliga periodiciteten bestämmer processerna för tillväxt och utveckling av växter och djur, som beror på längden på dagsljustimmar.

Den faktor som reglerar och kontrollerar rytmen i organismers dagliga liv kallas fotoperiodism. Det är den viktigaste signalfaktorn som gör det möjligt för växter och djur att "mäta tid" - förhållandet mellan varaktigheten av belysningsperioden och mörker under dagen, för att bestämma de kvantitativa parametrarna för belysning. Med andra ord är fotoperiodism organismers reaktion på förändringen av dag och natt, vilket visar sig i fluktuationer i intensiteten av fysiologiska processer - tillväxt och utveckling. Det är varaktigheten av dagen och natten som förändras mycket exakt och naturligt under hela året, oavsett slumpmässiga faktorer, som alltid upprepas från år till år, så organismer i evolutionsprocessen koordinerade alla stadier av sin utveckling med rytmen för dessa tidsintervall .

I den tempererade zonen fungerar fotoperiodismens egenskap som en funktionell klimatfaktor som bestämmer livscykeln för de flesta arter. Hos växter manifesteras den fotoperiodiska effekten i koordineringen av blomnings- och fruktmognadsperioden med perioden för den mest aktiva fotosyntesen, hos djur - i sammanträffande av reproduktionstiden med perioden med överflöd av mat, hos insekter - i uppkomsten av diapaus och lämna den.

De biologiska fenomen som orsakas av fotoperiodism inkluderar också säsongsbetonade migrationer (flygningar) av fåglar, manifestationen av deras häckningsinstinkter och reproduktion, byte av pälsrockar hos däggdjur, etc.

Enligt den erforderliga varaktigheten av ljusperioden är växter indelade i

• långa dagar, som kräver mer än 12 timmars ljustid för normal tillväxt och utveckling (lin, lök, morötter, havre, hönsbane, dope, ungar, potatis, belladonna, etc.);
• kortdagsväxter - de behöver minst 12 timmars oavbruten mörk period för blomning (dahlior, kål, krysantemum, amarant, tobak, majs, tomater, etc.);
• neutrala växter där utvecklingen av generativa organ sker både på lång och kl kort dag(ringblommor, vindruvor, floxer, syrener, bovete, ärtor, knottört, etc.)

Långdagsväxter härstammar främst från nordliga breddgrader, kortdagsväxter från sydliga breddgrader. PÅ tropisk zon, där längden på dagen och natten varierar lite under året, kan fotoperioden inte fungera som en orienterande faktor i periodiciteten av biologiska processer. Den ersätts av omväxlande torra och våta årstider. Långdagsarter hinner producera grödor även under förhållanden med en kort nordlig sommar. Bildandet av en stor massa organiska ämnen sker på sommaren under ganska långa dagsljustimmar, som på Moskvas latitud kan nå 17 timmar och på Archangelsks latitud - mer än 20 timmar per dag.

Dagens längd påverkar avsevärt djurens beteende. När vårdagarna börjar, vars varaktighet gradvis ökar, uppträder häckningsinstinkter hos fåglar, de återvänder från varma länder (även om lufttemperaturen fortfarande kan vara ogynnsam) och börjar lägga ägg; varmblodiga djur molter.

Dagens förkortning på hösten orsakar motsatta säsongsfenomen: fåglar flyger iväg, vissa djur övervintrar, andra får en tät päls, övervintringsstadier bildas hos insekter (trots den fortfarande gynnsamma temperaturen och överflöd av mat). I det här fallet signalerar en minskning av dygnets längd till levande organismer att vinterperioden närmar sig, och de kan förbereda sig för det i förväg.

Hos djur, särskilt leddjur, beror tillväxt och utveckling också på längden på dagsljusetimmar. Till exempel kålvitor, björkmalar utvecklas normalt bara med en lång ljus dag, medan silkesmaskar, olika typer av gräshoppor, skopa - med en kort. Fotoperiodism påverkar också tiden för början och avslutande av parningssäsongen hos fåglar, däggdjur och andra djur; om reproduktion, embryonal utveckling av amfibier, reptiler, fåglar och däggdjur;

Säsongsmässiga och dagliga förändringar i belysningen är de mest exakta klockorna, vars förlopp är tydligt regelbundet och praktiskt taget inte förändrades under den senaste evolutionen.

Tack vare detta blev det möjligt att på konstgjord väg reglera utvecklingen av djur och växter. Till exempel, skapandet av växter i växthus, växthus eller groddar av dagsljustimmar som varar 12-15 timmar gör att du kan odla grönsaker, prydnadsväxter även på vintern, påskynda tillväxten och utvecklingen av plantor. Omvänt påskyndar skuggning av växterna på sommaren uppkomsten av blommor eller frön från senblommande höstväxter.

Genom att förlänga dagen på grund av artificiell belysning på vintern är det möjligt att öka äggläggningstiden för höns, gäss, ankor och reglera reproduktionen av pälsdjur på pälsfarmer. Ljusfaktorn spelar också en viktig roll i andra livsprocesser hos djur. Först och främst är det ett nödvändigt villkor för syn, deras visuella orientering i rymden som ett resultat av synorganens uppfattning av direkta, spridda eller reflekterade ljusstrålar från omgivande föremål. Informationsinnehållet för de flesta djur av polariserat ljus är stort, förmågan att särskilja färger, navigera efter astronomiska ljuskällor på hösten och vårflyttningar fåglar, i andra djurs navigeringsförmåga.

På basis av fotoperiodism hos växter och djur, i evolutionsprocessen, har specifika årliga cykler av perioder av tillväxt, reproduktion och förberedelser för vintern utvecklats, som kallas årliga eller säsongsbetonade rytmer. Dessa rytmer manifesteras i en förändring i intensiteten i naturen hos biologiska processer och upprepas med årliga intervall. Sammanträffandet av livscykelns perioder med motsvarande årstid är av stor betydelse för artens existens. Säsongsrytmer ger växter och djur de mest gynnsamma förutsättningarna för tillväxt och utveckling.

Dessutom är de fysiologiska processerna hos växter och djur strikt beroende av den dagliga rytmen, som uttrycks av vissa biologiska rytmer. Följaktligen är biologiska rytmer periodiskt återkommande förändringar i intensiteten och naturen hos biologiska processer och fenomen. I växter manifesteras biologiska rytmer i den dagliga rörelsen av löv, kronblad, förändringar i fotosyntes, hos djur - i temperaturfluktuationer, förändringar i hormonutsöndring, celldelningshastighet, etc. Hos människor, dagliga fluktuationer i andningsfrekvens, puls, blod tryck, vakenhet och sömn, etc. Biologiska rytmer är ärftligt fixerade reaktioner, därför är kunskapen om deras mekanismer viktig i organisationen av arbete och fritid för en person.

Temperatur

En av de viktigaste abiotiska faktorerna som existens, utveckling och distribution av organismer på jorden till stor del beror på [visa] .

Den övre temperaturgränsen för liv på jorden är troligen 50-60°C. Vid sådana temperaturer sker en förlust av enzymaktivitet och proteinveckning. Det allmänna temperaturintervallet för aktivt liv på planeten är dock mycket bredare och begränsas av följande gränser (tabell 1)

Tabell 1. Temperaturintervall för aktivt liv på planeten, °С

Bland organismer som kan existera vid mycket höga temperaturer är termofila alger kända, som kan leva i varma källor vid 70-80°C. Skallavar, frön och vegetativa organ från ökenväxter (saxaul, kameltörn, tulpaner) som ligger i det övre lagret av varm jord tolererar framgångsrikt mycket höga temperaturer (65-80 ° C).

Det finns många arter av djur och växter som tål stora värden av minusgrader. Träd och buskar i Yakutia fryser inte vid minus 68°C. Pingviner lever i Antarktis vid minus 70 ° C, och isbjörnar, fjällrävar, snöiga ugglor. Polarvatten med temperaturer från 0 till -2°C bebos av olika representanter för flora och fauna - mikroalger, ryggradslösa djur, fiskar, vars livscykel ständigt förekommer under sådana temperaturförhållanden.

Temperaturens betydelse ligger främst i dess direkta inflytande på hastigheten och karaktären av förloppet av metaboliska reaktioner i organismer. Eftersom dagliga och säsongsbetonade temperaturfluktuationer ökar med avståndet från ekvatorn, visar växter och djur, anpassade till dem, olika behov i värme.

Anpassningsmetoder

• Migration - vidarebosättning under gynnsammare förhållanden. Valar, många fågelarter, fiskar, insekter och andra djur vandrar regelbundet under hela året.
• Domningar - ett tillstånd av fullständig orörlighet, en kraftig minskning av vital aktivitet, upphörande av näring. Det observeras hos insekter, fiskar, amfibier, däggdjur när miljötemperaturen sjunker på hösten, vintern (dvala) eller när den stiger på sommaren i öknar (sommardvala).
• Anabios är ett tillstånd av skarpt undertryckande av vitala processer, när livets synliga manifestationer tillfälligt upphör. Detta fenomen är reversibelt. Det noteras i mikrober, växter, lägre djur. Frön av vissa växter i suspenderad animation kan vara upp till 50 år. Mikrober i ett tillstånd av suspenderad animation bildar sporer, protozoer - cystor.

Många växter och djur, med lämplig träning, klarar framgångsrikt extremt låga temperaturer i ett tillstånd av djup dvala eller anabios. I laboratorieexperiment uthärdar frön, pollen, växtsporer, nematoder, hjuldjur, cystor av protozoer och andra organismer, spermier, efter uttorkning eller placering i lösningar av speciella skyddande ämnen - kryoskyddare - temperaturer nära absolut noll.

För närvarande har framsteg gjorts i den praktiska användningen av substanser med kryoskyddande egenskaper (glycerol, polyetylenoxid, dimetylsulfoxid, sackaros, mannitol, etc.) inom biologi, jordbruk och medicin. I lösningar av kryoskyddsmedel utförs långtidslagring av konserverat blod, spermier för artificiell insemination av husdjur, vissa organ och vävnader för transplantation; skydd av växter från vinterfrost, tidig vårfrost etc. Ovanstående problem ligger inom kryobiologins och kryomedicinens kompetens och löses av många vetenskapliga institutioner.

• Termoreglering. Växter och djur i evolutionsprocessen har utvecklat olika mekanismer för termoreglering:

1. i växter
   • fysiologisk - ackumuleringen av socker i cellerna, på grund av vilken koncentrationen av cellsav ökar och cellernas vatteninnehåll minskar, vilket bidrar till växternas frostbeständighet. Till exempel, hos dvärgbjörk, enbär, dör de övre grenarna vid extremt låga temperaturer, och de krypande övervintrar under snön och dör inte.
   • fysisk
     1. stomatal transpiration - avlägsnande av överskottsvärme och förhindrande av brännskador genom att avlägsna vatten (avdunstning) från växtkroppen
     2. morfologisk - syftar till att förhindra överhettning: tät pubescens av löv för spridning solstrålar, en glansig yta för deras reflektion, en minskning av ytan som absorberar strålar - vikning av bladbladet till ett rör (fjädergräs, svängel), placera bladet med en kant mot solens strålar (eukalyptus), minska lövverk (saxaul, kaktus) ); syftar till att förhindra frysning: speciella former av tillväxt - dvärgväxt, bildande av krypande former (övervintring under snö), mörk färg (hjälper till att bättre absorbera värmestrålar och värma upp under snö)
2. hos djur
   • kallblodiga (poikilotermiska, ektotermiska) [ryggradslösa djur, fiskar, amfibier och reptiler] - reglering av kroppstemperaturen utförs passivt genom att öka muskelarbetet, funktioner i strukturen och färgen på integumentet, hitta platser där intensiv absorption av solljus är möjlig , etc., t .to. de kan inte upprätthålla temperaturregimen för metaboliska processer och deras aktivitet beror huvudsakligen på värmen som kommer utifrån och kroppstemperaturen - på värdena för omgivningstemperaturen och energibalansen (förhållandet mellan absorption och återgång av strålningsenergi).
   • varmblodiga (homeotermiska, endotermiska) [fåglar och däggdjur] - kan hålla en konstant kroppstemperatur oavsett omgivningens temperatur. Denna egenskap gör det möjligt för många djurarter att leva och föröka sig vid temperaturer under noll ( ren, isbjörn, pinnipeds, pingviner). Under evolutionsprocessen har de utvecklat två termoregulatoriska mekanismer genom vilka de upprätthåller en konstant kroppstemperatur: kemisk och fysisk. [visa] .
     • Den kemiska mekanismen för termoreglering tillhandahålls av hastigheten och intensiteten av redoxreaktioner och styrs reflexmässigt av den centrala nervsystem. En viktig roll för att förbättra effektiviteten kemisk mekanism termoreglering spelades av sådana aromorfoser som utseendet på ett fyrkammarhjärta, förbättringen av andningsorganen hos fåglar och däggdjur.
     • Den fysiska mekanismen för termoreglering tillhandahålls av uppkomsten av värmeisolerande höljen (fjädrar, päls, subkutant fett), svettkörtlar, andningsorgan, såväl som utvecklingen av nervmekanismer för att reglera blodcirkulationen.

     Ett specialfall av homoiotermi är heterotermi - en annan nivå av kroppstemperatur beroende på organismens funktionella aktivitet. Heterotermi är karakteristisk för djur som hamnar i dvala eller tillfällig stupor under en ogynnsam period på året. Samtidigt sänks deras höga kroppstemperatur märkbart på grund av långsam ämnesomsättning (markekorrar, igelkottar, fladdermöss, snabba kycklingar, etc.).

Uthållighetsgränser stora värden temperaturfaktorer är olika i både poikilotermiska och homeotermiska organismer.

Eurytermiska arter kan tolerera temperaturfluktuationer över ett brett intervall.

Stenotermiska organismer lever under förhållanden med smala temperaturgränser, uppdelade i värmeälskande stenotermiska arter (orkidéer, tebuske, kaffe, koraller, maneter, etc.) havsdjup, etc.).

För varje organism eller grupp av individer finns det en optimal temperaturzon inom vilken aktivitet är särskilt väl uttryckt. Ovanför denna zon finns en zon med tillfällig termisk stupor, ännu högre - en zon med långvarig inaktivitet eller sommardvala, som gränsar till en zon med hög dödlig temperatur. När det senare faller under det optimala, finns det en zon av kall stupor, viloläge och dödlig låg temperatur.

Fördelningen av individer i befolkningen, beroende på förändringen i temperaturfaktorn över territoriet, följer i allmänhet samma mönster. Zonen med optimala temperaturer motsvarar den högsta befolkningstätheten, och på båda sidor om den observeras en minskning av tätheten upp till gränsen för området, där den är lägst.

Temperaturfaktorn över ett stort område av jorden är föremål för uttalade dagliga och säsongsbetonade fluktuationer, vilket i sin tur bestämmer motsvarande rytm av biologiska fenomen i naturen. Beroende på tillhandahållandet av termisk energi till symmetriska sektioner av båda hemisfärerna av jordklotet, med början från ekvatorn, särskiljs följande klimatzoner:

1. tropisk zon. Minimum årlig medeltemperaturöverstiger 16 ° C, på de kallaste dagarna faller det inte under 0 ° C. Temperaturfluktuationer över tiden är obetydliga, amplituden överstiger inte 5 ° C. Vegetationen är året runt.
2. subtropisk zon. medeltemperatur den kallaste månaden är inte lägre än 4°C, och den varmaste är över 20°C. Minusgrader är sällsynta. Stabil snötäcke frånvarande på vintern. Växtsäsongen varar 9-11 månader.
3. tempererad zon. Väldefinierad sommarväxtsäsong och vinterperiod växternas dvala. Huvuddelen av zonen har stabilt snötäcke. Frost är typiskt på våren och hösten. Ibland är denna zon uppdelad i två: måttligt varm och måttlig kall, som kännetecknas av fyra årstider.
4. kall zon. Den genomsnittliga årliga temperaturen är under 0 ° C, frost är möjlig även under en kort (2-3 månader) växtsäsong. Den årliga temperaturfluktuationen är mycket stor.

Mönstret för vertikal spridning av vegetation, jordar och vilda djur i bergsområden beror också främst på temperaturfaktorn. I bergen i Kaukasus, Indien, Afrika kan fyra eller fem växtbälten urskiljas, vars sekvens från botten till toppen motsvarar sekvensen av latitudinella zoner från ekvatorn till polen på samma höjd.

Fuktighet

En miljöfaktor som kännetecknas av vattenhalten i luften, jorden, levande organismer. I naturen finns det en daglig rytm av luftfuktighet: den stiger på natten och faller under dagen. Tillsammans med temperatur och ljus spelar fuktighet en viktig roll för att reglera aktiviteten hos levande organismer. Den huvudsakliga vattenkällan för växter och djur är nederbörd och grundvatten, samt dagg och dimma.

Fukt är ett nödvändigt villkor för existensen av alla levande organismer på jorden. Livet har sitt ursprung i vattenmiljön. Landets invånare är fortfarande beroende av vatten. För många arter av djur och växter fortsätter vattnet att vara en livsmiljö. Betydelsen av vatten i livsprocesser bestäms av det faktum att det är den huvudsakliga miljön i cellen, där metaboliska processer utförs, det fungerar som den viktigaste initiala, mellanliggande och slutliga produkten av biokemiska omvandlingar. Vattnets betydelse bestäms också av dess kvantitativa innehåll. Levande organismer består av minst 3/4 av vatten.

I förhållande till vatten delas högre växter in i

• hydrofyter - vattenväxter(näckros, pilspets, andmat);
• hygrofyter - invånare på alltför fuktiga platser (calamus, klocka);
• mesofyter - växter normala förhållanden fuktighet (liljekonvalj, valeriana, lupin);
• xerofyter - växter som lever under förhållanden med konstant eller säsongsbetonad fuktbrist (saxaul, kameltörn, ephedra) och deras sorter suckulenter (kaktusar, euphorbia).

Anpassningar för att leva i en uttorkad miljö och en miljö med periodvis brist på fukt En viktig egenskap hos de viktigaste klimatfaktorerna (ljus, temperatur, luftfuktighet) är deras regelbundna variation under årscykeln och även under dagen, samt beroende på geografisk zonindelning. I detta avseende har anpassningar av levande organismer också en regelbunden och säsongsbetonad karaktär. Anpassning av organismer till miljöförhållanden kan vara snabb och reversibel eller ganska långsam, vilket beror på djupet av faktorns påverkan. Som ett resultat av vital aktivitet kan organismer förändra livets abiotiska förhållanden. Till exempel är växter i den lägre nivån i förhållanden med mindre belysning; de processer för nedbrytning av organiska ämnen som sker i vattendrag orsakar ofta syrebrist för andra organismer. På grund av aktiviteten hos vattenlevande organismer, temperatur och vattenregimer, mängden syre, koldioxid, miljöns pH, ljusets spektrala sammansättning, etc. Luftmiljö och dess gassammansättning Utvecklingen av luftmiljön av organismer började efter att de landat. Livet i luften krävde specifika anpassningar och en hög organisationsnivå av växter och djur. Låg densitet och vattenhalt, hög syrehalt, lätt förflyttning av luftmassor, plötsliga temperaturförändringar etc., påverkade avsevärt andningsprocessen, vattenutbytet och levande varelsers rörelse. De allra flesta landlevande djur fick under evolutionens gång förmågan att flyga (75 % av alla arter av landlevande djur). Många arter kännetecknas av ansmokori - bosättning med hjälp av luftströmmar (sporer, frön, frukter, protozoiska cystor, insekter, spindlar, etc.). Vissa växter har blivit vindpollinerade. För den framgångsrika existensen av organismer, inte bara fysiska utan också Kemiska egenskaper luft, innehållet i den av gaskomponenter som är nödvändiga för livet. Syre. För de allra flesta levande organismer är syre livsnödvändigt. Endast anaeroba bakterier kan frodas i en anoxisk miljö. Syre säkerställer genomförandet av exoterma reaktioner, under vilka den energi som är nödvändig för organismers liv frigörs. Det är den slutliga elektronacceptorn, som delas av från väteatomen i processen för energiutbyte. I ett kemiskt bundet tillstånd är syre en del av många mycket viktiga organiska och mineraliska föreningar i levande organismer. Dess roll som oxidationsmedel i cirkulationen av enskilda element i biosfären är enorm. De enda producenterna av fritt syre på jorden är gröna växter, som bildar det i processen för fotosyntes. En viss mängd syre bildas som ett resultat av fotolys av vattenånga av ultravioletta strålar utanför ozonskiktet. Absorption av organismer av syre från den yttre miljön sker på hela kroppens yta (protozoer, maskar) eller speciella organ andning: luftstrupe (insekter), gälar (fiskar), lungor (ryggradsdjur). Syre är kemiskt bundet och transporteras genom hela kroppen av speciella blodpigment: hemoglobin (ryggradsdjur), hemocyapin (mollusker, kräftdjur). Organismer som lever under förhållanden med konstant syrebrist har utvecklat lämpliga anpassningar: ökad syrekapacitet i blodet, tätare och djupare andningsrörelser, stor lungkapacitet (hos högländare, fåglar) eller minskad användning av syre i vävnader på grund av en ökning av mängden myoglobin, en syreackumulator i vävnader (bland invånarna i vattenmiljön). På grund av den höga lösligheten av CO 2 och O 2 i vatten är deras relativa halt här högre (2-3 gånger) än i luften (Fig. 1). Denna omständighet är mycket viktig för vattenlevande organismer som använder antingen löst syre för andning eller CO2 för fotosyntes (vattenfototrofer). Koldioxid. Den normala mängden av denna gas i luften är liten - 0,03% (i volym) eller 0,57 mg / l. Som ett resultat avspeglas även små fluktuationer i innehållet av CO 2 avsevärt i fotosyntesprocessen, som direkt beror på den. De viktigaste källorna till CO 2 som kommer in i atmosfären är andning av djur och växter, förbränningsprocesser, vulkanutbrott, aktiviteten hos markmikroorganismer och svampar, industriföretag och transport. Med egenskapen absorption i det infraröda området av spektrumet påverkar koldioxid de optiska parametrarna och temperaturregim atmosfär, vilket orsakar den välkända "växthuseffekten". En viktig ekologisk aspekt är ökningen av lösligheten av syre och koldioxid i vatten när dess temperatur sjunker. Det är därför faunan i vattenbassängerna på de polära och subpolära breddgraderna är mycket riklig och mångsidig, främst på grund av den ökade koncentrationen av syre i kallt vatten. Upplösningen av syre i vatten, som vilken annan gas som helst, följer Henrys lag: den är omvänt proportionell mot temperaturen och stannar när kokpunkten nås. I de varma vattnen i tropiska bassänger begränsar en minskad koncentration av löst syre andningen, och följaktligen livet och antalet vattenlevande djur. PÅ senare tid det finns en märkbar försämring av syreregimen i många vattenkroppar, orsakad av en ökning av mängden organiska föroreningar, vars förstörelse kräver en stor mängd syre. Zonindelning av utbredningen av levande organismer Geografisk (latitudinell) zonalitet I latitudinell riktning från norr till söder är följande naturliga zoner successivt belägna på Ryska federationens territorium: tundra, taiga, lövskog, stäpp, öken. Bland klimatelementen som bestämmer zonaliteten i distributionen och distributionen av organismer, spelas den ledande rollen av abiotiska faktorer - temperatur, luftfuktighet, ljusregim. De mest märkbara zonförändringarna manifesteras i vegetationens natur - den ledande komponenten i biocenosen. Detta i sin tur åtföljs av förändringar i sammansättningen av djur - konsumenter och förstörare av organiska rester i länkarna i näringskedjorna. Tundra- en kall, trädlös slätt på norra halvklotet. Dess klimatförhållanden är inte särskilt lämpliga för vegetation av växter och nedbrytning av organiska rester (permafrost, relativt låga temperaturer även på sommaren, en kort period med positiva temperaturer). Här bildades märkliga små till artsammansättning (mossor, lavar) biocenoser. I detta avseende är produktiviteten för tundrabiocenosen låg: 5-15 c/ha organiskt material per år. Zon taiga kännetecknas av relativt gynnsamma mark- och klimatförhållanden, särskilt för barrträd. Rika och högproduktiva biocenoser har bildats här. Den årliga bildningen av organiskt material är 15-50 c/ha. Förhållandena i den tempererade zonen ledde till bildandet av komplexa biocenoser lövskogar med den högsta biologiska produktiviteten på Ryska federationens territorium (upp till 60 c/ha per år). Varianter av lövskogar är ekskogar, bok-lönn, blandskogar Sådana skogar kännetecknas av välutvecklad busk- och örtartad undervegetation, vilket bidrar till placeringen av fauna med olika arter och mängder. stäpperna- en naturlig zon i den tempererade zonen av jordens halvklot, som kännetecknas av otillräcklig vattenförsörjning, därför råder här örtartad, huvudsakligen spannmålsvegetation (fjädergräs, svingel, etc.). Djurens värld mångsidig och rik (räv, hare, hamster, möss, många fåglar, särskilt flyttfåglar). De viktigaste områdena för produktion av spannmål, industri, grönsaksgrödor och boskap ligger i stäppzonen. Den biologiska produktiviteten av detta naturområde relativt hög (upp till 50 c/ha per år). öken- råda i Centralasien. På grund av låg nederbörd och höga temperaturer på sommaren täcker växtligheten mindre än hälften av denna zons territorium och har specifika anpassningar till torra förhållanden. Djurvärlden är varierad biologiska egenskaper har övervägts tidigare. Den årliga bildningen av organiskt material i ökenzonen överstiger inte 5 q/ha (bild 107). Miljöns salthalt Vattenmiljöns salthalt kännetecknas av innehållet av lösliga salter i den. PÅ färskvatten innehåller 0,5-1,0 g / l, och i havet - 10-50 g / l salter. Vattenmiljöns salthalt är viktig för dess invånare. Det finns djur som är anpassade att bara leva i sötvatten (cyprinider) eller endast i havsvatten (sill). Hos vissa fiskar passerar individuella utvecklingsstadier vid olika salthalter i vattnet, till exempel lever den vanliga ålen i sötvattenförekomster och vandrar för att leka i Sargassohavet. Sådana vattenlevande invånare behöver en lämplig reglering av saltbalansen i kroppen. Mekanismer för reglering av jonsammansättningen av organismer. Landdjur tvingas reglera saltsammansättningen i sina flytande vävnader för att hålla den inre miljön i ett konstant eller nästan konstant kemiskt oförändrat joniskt tillstånd. Det främsta sättet att upprätthålla saltbalansen i vattenlevande organismer och landväxter är att undvika livsmiljöer med olämplig salthalt. Sådana mekanismer bör fungera särskilt intensivt och noggrant hos migrerande fiskar (lax, chumlax, rosa lax, ål, stör), som periodvis går från havsvatten till sötvatten eller vice versa. Det enklaste sättet är osmotisk reglering i sötvatten. Det är känt att koncentrationen av joner i den senare är mycket lägre än i flytande vävnader. Enligt osmos lagar kommer den yttre miljön längs koncentrationsgradienten genom semipermeabla membran in i cellerna, det finns en slags "uppfödning" av det inre innehållet. Om en sådan process inte kontrollerades kunde organismen svälla och dö. Men sötvattensorganismer har organ som tar bort överflödigt vatten till utsidan. Bevarandet av de joner som är nödvändiga för livet underlättas av det faktum att urinen från sådana organismer är ganska utspädd (fig. 2, a). Separationen av en sådan utspädd lösning från inre vätskor kräver förmodligen aktivt kemiskt arbete av specialiserade celler eller organ (njurar) och deras konsumtion av en betydande del av den totala basala metaboliska energin. Tvärtom, marina djur och fiskar dricker och assimilerar endast havsvatten, och fyller därigenom på dess ständiga utgång från kroppen till den yttre miljön, som kännetecknas av en hög osmotisk potential. Samtidigt utsöndras monovalenta joner av saltvatten aktivt av gälarna och tvåvärda joner - av njurarna (Fig. 2, b). Celler spenderar ganska mycket energi på att pumpa ut överflödigt vatten, därför, med en ökning av salthalten och en minskning av vatten i kroppen, byter organismer vanligtvis till ett inaktivt tillstånd - saltsuspenderad animation. Detta är karakteristiskt för arter som lever i periodiskt torkande pooler av havsvatten, flodmynningar, i kustzonen (hjortdjur, amfipoder, flagellater, etc.) Salthalt i det övre lagret av jordskorpan bestäms av innehållet av kalium- och natriumjoner i den, och är, liksom salthalten i vattenmiljön, viktig för dess invånare och först och främst växter som har lämplig anpassning till det. Denna faktor är inte oavsiktlig för växter, den följer med dem under evolutionsprocessen. Den så kallade solonchak-vegetationen (saltört, lakrits etc.) är begränsad till jordar med hög halt av kalium och natrium. Det översta lagret av jordskorpan är jorden. Förutom markens salthalt särskiljs dess andra indikatorer: surhet, hydrotermisk regim, markluftning, etc. Tillsammans med reliefen, dessa egenskaper jordens yta, kallade edafiska faktorer i miljön, har en ekologisk inverkan på dess invånare. Edafiska miljöfaktorer Egenskaper hos jordens yta som har en ekologisk inverkan på dess invånare. lånad markprofil Jordtyp bestäms av dess sammansättning och färg. A - Tundrajord har en mörk torfig yta. B - Ökenjord är lätt, grovkornig och fattig på organiskt material Kastanjejord (C) och chernozem (D) är humusrika ängsjordar som är typiska för stäpperna i Eurasien och Nordamerikas prärier. Den rödaktiga urlakade latosolen (E) på den tropiska savannen har ett mycket tunt men humusrikt lager. Podzoliska jordar är typiska för nordliga breddgrader, där det finns en stor mängd nederbörd och mycket lite avdunstning. De inkluderar ekologiskt rik brun skogspodzol (F), gråbrun podzol (H) och gråstenig podzol (I), som bär både barrträd och lövträd. Alla är relativt sura, och i motsats till dem är tallskogens rödgula podzol (G) ganska kraftigt urlakad. Beroende på edafiska faktorer kan ett antal ekologiska grupper av växter urskiljas. Enligt reaktionen på surheten i jordlösningen finns det: acidofila arter som växer vid ett pH under 6,5 (växter av torvmossar, åkerfräken, tall, gran, ormbunke); neutrofil, föredrar jord med neutral reaktion (pH 7) (de flesta odlade växter); basifila - växter som växer bäst på ett substrat som har en alkalisk reaktion (pH över 7) (gran, avenbok, tuja) och likgiltig - kan växa på jordar med olika pH-värden. I förhållande till jordens kemiska sammansättning delas växter in i oligotrofisk, föga krävande för mängden näringsämnen; mesotrofisk, kräver en måttlig mängd mineraler i jorden (örtartade perenner, gran), mesotrofisk, behövande i stort antal tillgängliga askelement (ek, frukt). I förhållande till enskilda batterier arter som är särskilt krävande för en hög kvävehalt i jorden kallas - nitrofiler (nässlor, ladugårdsväxter); kräver mycket kalcium - calcefiler (bok, lärk, kutter, bomull, oliv); växter av salthaltiga jordar kallas halofyter (saltört, sarsazan), några av halofyterna kan utsöndra överskott av salter utanför, där dessa salter, efter torkning, bildar fasta filmer eller kristallina kluster I förhållande till den mekaniska sammansättningen friflytande sandväxter - psammofyter (saxaul, sandakacia) växter av vall, sprickor och fördjupningar av klippor och andra liknande livsmiljöer - litofyter [petrofyter] (enbär, fast ek) Lättnaden av terrängen och jordens beskaffenhet påverkar avsevärt särdragen för djurens förflyttning, fördelningen av arter vars vitala aktivitet är tillfälligt eller permanent kopplad till jorden. Rotsystemets natur (djup, yta) och jordfaunans levnadssätt beror på jordens hydrotermiska regim, deras luftning, mekaniska och kemiska sammansättning. Den kemiska sammansättningen av jorden och mångfalden av invånare påverkar dess fertilitet. De mest bördiga är chernozemjordar rika på humus. Som en abiotisk faktor påverkar relief fördelningen av klimatfaktorer och därmed bildandet av motsvarande flora och fauna. Till exempel, på de södra sluttningarna av kullar eller berg, finns det alltid en högre temperatur, bättre belysning och följaktligen mindre luftfuktighet.

Abiotiska faktorer inkluderar olika effekter av icke-levande (fysikalisk-kemiska) komponenter i naturen på biologiska system.

Följande huvudsakliga abiotiska faktorer särskiljs:

Ljusläge (belysningsstyrka);

Temperaturregim (temperatur);

Vattenregim (fuktighet),

Syrgasregim (syrehalt);

Mediets fysikaliska och mekaniska egenskaper (densitet, viskositet, tryck);

Mediets kemiska egenskaper (surhet, innehåll av olika kemikalier).

Dessutom finns det ytterligare abiotiska faktorer: miljöns rörelse (vind, vattenflöde, surf, duschar), heterogenitet i miljön (närvaro av skydd).

Ibland blir verkan av abiotiska faktorer katastrofal: under bränder, översvämningar, torka. Med stora naturkatastrofer och katastrofer som orsakats av människor kan alla organismers fullständiga död inträffa.

I förhållande till verkan av de viktigaste abiotiska faktorerna särskiljs ekologiska grupper av organismer.

För att beskriva dessa grupper används termer som inkluderar rötter av antikt grekiskt ursprung: -fyter (från "phyton" - en växt), -philes (från "phileo" - jag älskar), -trofé (från "trofé" - mat) , -fager (från "phagos" - en slukare). Roten - fyta används i förhållande till växter och prokaryoter (bakterier), roten - phyla - i förhållande till djur (mindre ofta i förhållande till växter, svampar och prokaryoter), roten - trofé - i förhållande till växter, svampar och vissa prokaryoter, roten - fager - i förhållande till djur, samt vissa virus.

Ljusregimen har en direkt effekt, först och främst på växter. I förhållande till belysning särskiljs följande ekologiska grupper av växter:

1. heliofyter - ljusälskande växter (växter av öppna ytor, ständigt väl upplysta livsmiljöer).

2. sciofyter - skuggälskande växter som inte tolererar intensiv belysning (växter i de lägre nivåerna av skuggiga skogar).

3. fakultativa heliofyter - skuggtoleranta växter (föredrar hög ljusintensitet, men kan utvecklas i svagt ljus). Dessa växter är dels heliofyter, dels sciofyter.

Temperaturregim. Att öka växternas motstånd mot låga temperaturer uppnås genom att ändra cytoplasmans struktur, minska ytan (till exempel på grund av lövfall, omvandlingen av typiska löv till nålar). Öka växtresistensen mot höga temperaturer Det uppnås genom att förändra cytoplasmans struktur, minska det uppvärmda området och bilda en tjock skorpa (det finns pyrofytväxter som tål bränder).

Djur reglerar kroppstemperaturen på olika sätt:

Biokemisk reglering - en förändring i intensiteten av metabolism och nivån av värmeproduktion;

Fysisk termoreglering - förändring i nivån av värmeöverföring;

Beroende på klimatförhållanden uppvisar närliggande djurarter variation i kroppsstorlek och proportioner, vilket beskrivs av empiriska regler etablerade på 1800-talet. Bergmans regel - om två närbesläktade djurarter skiljer sig åt i storlek, så lever den större arten under kallare förhållanden, och den mindre lever i ett varmt klimat. Allens regel - om två närbesläktade djurarter lever under olika klimatförhållanden, minskar förhållandet mellan kroppsyta och kroppsvolym med avancemang till höga breddgrader.

vattenregim. Enligt deras förmåga att upprätthålla vattenbalansen delas växter in i poikilohydric och homeiohydric. Poikilohydriska växter absorberar lätt och tappar lätt vatten, tolererar långvarig uttorkning. I regel handlar det om växter med dåligt utvecklade vävnader (bryofyter, vissa ormbunkar och blommande växter), samt alger, svampar och lavar. Homeiohydric växter kan upprätthålla en konstant vattenhalt i vävnaderna. Bland dem finns följande ekologiska grupper:

1. hydatofyter - växter nedsänkta i vatten; utan vatten dör de snabbt;

2. hydrofyter - växter av extremt vattendränkta livsmiljöer (stränder av reservoarer, träsk); kännetecknas av en hög nivå av transpiration; kan endast växa med konstant intensiv absorption av vatten;

3. hygrofyter - kräver fuktig jord och hög luftfuktighet; liksom växterna i de tidigare grupperna tolererar de inte torkning;

4. mesofyter - kräver måttlig fukt, kan tolerera kortvarig torka; det är en stor och heterogen grupp av växter;

5. xerofyter - växter som kan utvinna fukt när den saknas, begränsa vattenavdunstning eller lagra vatten;

6. suckulenter - växter med ett utvecklat vattenlagrande parenkym i olika organ; rötternas sugkraft är låg (upp till 8 atm), koldioxidfixering sker på natten (sur metabolism av Crassulidae);

I vissa fall är vatten tillgängligt i stora mängder, men är inte lätt tillgängligt för växter (låg temperatur, hög salthalt eller hög surhet). I det här fallet förvärvar växter xeromorfa egenskaper, till exempel växter av träsk, salthaltiga jordar (halofyter).

Djur i förhållande till vatten delas in i följande ekologiska grupper: hygrofiler, mesofiler och xerofiler.

Vattenförlustreduktion uppnås på olika sätt. Först och främst utvecklas vattentäta kroppsöverdrag (leddjur, reptiler, fåglar). Utsöndringsorganen är förbättrade: malpighiska kärl hos spindeldjur och luftrörsluftare, bäckennjurar i fostervatten. Koncentrationen av kvävemetabolismprodukter ökar: urea, urinsyra och andra. Avdunstning av vatten är temperaturberoende, så beteendemässiga reaktioner för att undvika överhettning spelar en viktig roll för vattenbesparing. Av särskild vikt är bevarandet av vatten embryonal utveckling utanför moderns kropp, vilket leder till uppkomsten av embryonala membran; hos insekter bildas serösa och fosterhinnor, i äggläggande fostervatten - serosa, amnion och allantois.

Miljöns kemiska egenskaper.

Syreläge. I förhållande till syrehalten delas alla organismer in i aeroba (behöver ökad syrehalt) och anaeroba (behöver inte syre). Anaerober delas in i fakultativ (kan existera både i närvaro och frånvaro av syre) och obligat (kan inte existera i en syremiljö).

1. oligotrofisk - föga krävande för innehållet av mineralnäringsämnen i jorden;

2. eutrofisk, eller megatrofisk - krävande på markens bördighet; bland eutrofiska växter sticker nitrofiler ut, vilket kräver högt innehåll i jordkväve;

3. mesotrofisk - upptar en mellanposition mellan oligotrofa och megatrofa växter.

Bland organismer som absorberar färdiga organiskt material hela kroppens yta (till exempel bland svampar) särskiljs följande ekologiska grupper:

Strö saprotrofer - sönderdela ströet.

Humus saprotrofer - sönderdela humus.

Xylotrofer, eller xylofiler - utvecklas på trä (på döda eller försvagade delar av växter).

Koprotrofer, eller koprofiler - utvecklas på resterna av exkrementer.

Jordens surhet (pH) är också viktig för växter. Det finns acidofila växter som föredrar sura jordar (sphagnum, åkerfräken, bomullsgräs), kalcifila eller basofila växter som föredrar alkaliska jordar (malört, hästhov, alfalfa) och växter som inte kräver jordens pH (tall, björk, rölleka, lilja). dalen).

) och antropogen (mänsklig aktivitet).

Den begränsande faktorn växtutveckling är det element som ligger på ett minimum. Detta bestäms av en lag som kallas minimumets lag av J. Liebig (1840). Liebig, en organisk kemist, en av grundarna, lade fram teorin om växternas mineralnäring. Skörden av grödor begränsas ofta av näringsämnen som inte finns i överskott, såsom CO 2 och H 2 O, men de som behövs i försumbara mängder. Till exempel: - en viktig del av växtnäring, men den finns inte i jorden. När dess reserver är uttömda som ett resultat av odlingen av en gröda, stannar tillväxten av växter, även om andra element finns i överflöd. Liebigs lag är strikt tillämplig endast under stabila förhållanden. Det är nödvändigt att ta hänsyn till samverkan mellan faktorer. Så den höga eller tillgängligheten av en eller verkan av en annan (inte minimal) faktor kan ändra förbrukningshastigheten för ett batteri som ingår i en minimibelopp. Ibland kan den ersätta (delvis) ett bristfälligt grundämne med ett annat, mer tillgängligt och kemiskt nära det. Så, vissa växter behöver mindre om de växer i ljuset, och blötdjur som lever på platser där det finns många av dem ersätter dem delvis när de bygger ett skal.

Miljöfaktorer miljöer kan ha olika typer av inflytande på levande varelser:

1) stimuli som orsakar adaptiva förändringar i fysiologiska och biokemiska funktioner (till exempel leder en ökning till en ökning av svettning hos däggdjur och till kroppskylning);

2) begränsningar som gör det omöjligt att existera under dessa förhållanden (till exempel avsaknaden av fukt i torra områden hindrar många från att tränga in där);

3) modifierare som orsakar anatomiska och morfologiska förändringar (till exempel ledde damm i industriregionerna i vissa länder till bildandet av svarta nattfjärilar av björkfjärilar, som behöll sin ljusa färg på landsbygden);

4) signaler som indikerar en förändring av andra miljöfaktorer.

Ett antal allmänna regelbundenheter har avslöjats i naturen av miljöfaktorers påverkan.

Optimums lag- faktorns positiva eller negativa inverkan på - beror på styrkan i dess påverkan. Otillräcklig eller överdriven verkan av faktorn påverkar lika negativt individers liv. Den gynnsamma kraften av påverkan från miljöfaktorn kallas den optimala zonen. Vissa arter tål fluktuationer över ett brett spektrum, andra - inom smala. Bred till vilken faktor som helst indikeras av tillägget av partikeln "evry", smal - "steno" (eurytermisk, stenotermisk - i förhållande till, euryotopisk och stenotopisk - i förhållande till livsmiljöer).

Tvetydigheten i faktorns verkan på olika funktioner. Varje faktor har en tvetydig effekt på olika funktioner. Det optimala för vissa processer kan vara ogynnsamt för andra. Till exempel, mer än 40 ° C i kallblodiga djur ökar intensiteten av metaboliska processer i, men hämmar motor, vilket leder till termisk stupor.

Interaktion mellan faktorer. Den optimala zonen och gränserna för uthållighet i förhållande till någon av miljöfaktorerna kan förändras beroende på styrkan och kombinationen av andra faktorer som verkar samtidigt. Så värmen är lättare att bära i en torr, snarare än i en våt. Frysrisken är högre vid frost med stark vindän i lugnt väder. Samtidigt har den ömsesidiga kompensationen av miljöfaktorers verkan vissa gränser och det är omöjligt att helt ersätta en av dem med en annan. Bristen på värme i polarområdena kan inte kompenseras med vare sig en överflöd av fukt eller genom belysning dygnet runt i sommartid. Varje djurart kräver sin egen uppsättning miljöfaktorer.

Effekten av den kemiska komponenten i den abiotiska faktorn på levande varelser. Abiotiska faktorer skapar livsvillkor för växter och djur och har en direkt eller indirekt inverkan på de senares liv. Abiotiska faktorer inkluderar element av oorganisk natur: moderjord, kemisk sammansättning och den senare, solljus, värme och dess kemiska sammansättning, dess sammansättning och, barometrisk och vatten, naturlig strålningsbakgrund, etc. De kemiska komponenterna i abiotiska faktorer är näringsmässiga, spårämnen element och, giftig, surhetsgrad (pH) miljö.

Inverkan av pH på vattenlevande organismers överlevnad. De flesta människor tål inte fluktuationer i pH. de fungerar endast i en miljö med ett strikt definierat system för surhet-alkalinitet. väte är till stor del beroende av karbonatsystemet, vilket är viktigt för helheten och beskrivs av ett komplext system som etableras när fri CO 2 finns i naturligt sötvatten, enligt:

CO2 + H2O + H2CO3 + H+ + HC.

Tabell 1.1

pH-värden för europeisk sötvattensfisk (enligt R. Dajo, 1975)

	Typ av påverkan på sötvattensfisk
	Katastrof för fisk; vissa växter och ryggradslösa djur överlever
	Katastrof för laxfisk; mört, abborre, gädda kan överleva efter acklimatisering
	Katastrof för många fiskar, bara gäddraser
	Farligt för laxkaviar
	Område lämpligt för livet
	Farligt för abborre och lax vid långvarig exponering
	Skadligt för utvecklingen av vissa arter, dödligt för laxfiskar vid långvarig exponering
	Bären av mört under mycket kort tid
	Dödligt för alla fiskar

Inverkan av mängden löst på artsammansättningen och förekomsten av hydrobionter. Mättnadsgraden är omvänt proportionell mot dess. löst O 2 i ytan varierar från 0 till 14 mg / l och är föremål för betydande säsongsmässiga och dagliga fluktuationer, som huvudsakligen beror på förhållandet mellan intensiteten i processerna för dess produktion och konsumtion. Vid hög intensitet kan O 2 vara signifikant övermättad (20 mg/l och över). I vattenmiljön är den begränsande faktorn. O 2 är 21 % (i volym) och cirka 35 % av allt löst i. dess i havet är 80% av det i sötvattnet. Fördelning 2) 5 - 7 mg / l - harr, kolv, färna, lake;. Dessa arter kan överleva genom att övergå till ett långsamt liv, till anaerobios eller på grund av att de har d-hemoglobin, som har en hög affinitet för miljön. vatten, är denna indikator mycket varierande. Salthalt uttrycks vanligtvis i ppm (‰) och är en av de viktigaste egenskaperna hos vattenmassor, fördelningen av marina element havsströmmar etc. Det spelar en speciell roll för att forma den biologiska produktiviteten i haven och haven, eftersom många är mycket mottagliga för dess mindre förändringar. Många djurarter är helt marina (många fiskarter, ryggradslösa djur och däggdjur).

Bräckta livsmiljöer är arter som tål hög salthalt. I flodmynningar, där salthalten är under 3‰, är den marina faunan sämre. I Balisjön, vars salthalt är 4 ‰, finns balanuser, annelider samt hjuldjur och hydroider.

Aquatic delas in i sötvatten och marina beroende på graden av salthalt där de lever. Relativt få växter och djur tål stora fluktuationer i salthalten. Sådana arter lever vanligtvis i flodmynningar eller i saltmarker och kallas euryhalin. Dessa inkluderar många invånare i kustzonen (salthalten är cirka 35 ‰), flodmynningar, bräckta (5 - 35 ‰) och ultrasaltlösningar (50 - 250 ‰), såväl som anadrom fisk som leker i sötvatten (< 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.

I förhållande till miljöns salthalt delas djur in i stenohalin och euryhalin. Stenohalinedjur är djur som inte tål betydande förändringar i miljöns salthalt. Detta är det överväldigande antalet invånare i marina och söta vattendrag. Euryhaline djur kan leva i ett brett spektrum av salthaltsfluktuationer. Till exempel kan snigeln Hydrobia ulvae överleva NaCl-förändringar från 50 till 1600 mmol/ml. De inkluderar också manet Aurelia aurita, ätbar mussla Mutilus edulis, krabba Carcinus maenas, appendicularia Oikopleura dioica.

Salthaltstoleransen varierar från . Till exempel tolererar hydroiden Cordylophora caspia låg salthalt bättre vid låg salthalt; decapods förvandlas till lågsaltade när den blir för hög. Arter som lever i bräckta områden skiljer sig från marina former i storlek. Krabban Carcinus maenas i Östersjön är alltså liten, medan den i flodmynningar och laguner är stor. Detsamma kan sägas om den ätbara musslan Mutilus edulis, som har i Östersjön medelstorleken 4 cm, i Vita havet - 10 - 12 cm, och i Japanska havet - 14 - 16 cm i enlighet med ökningen av salthalten. Dessutom beror strukturen hos euryhalina arter också på miljöns salthalt. Artemia kräftdjur med en salthalt på 122 ‰ har en storlek på 10 mm, vid 20 ‰ når den 24 - 32 mm. Samtidigt förändras kroppens form, bihang och färg.

Abiotiska faktorer

Abiotiska faktorer - faktorer av livlös natur, fysisk och kemisk till sin natur. Dessa inkluderar: ljus, temperatur, luftfuktighet, tryck, salthalt (särskilt i vattenmiljön), mineralsammansättning (i jorden, i jorden i reservoarer), luftmassornas rörelse (vind), vattenmassornas rörelse (strömmar). ), etc. Kombinationen av olika abiotiska faktorer bestämmer fördelningen av arter av organismer i olika regioner på jordklotet. Alla vet att en eller annan biologisk art inte finns överallt, utan i områden där det finns förutsättningar som är nödvändiga för dess existens. Detta förklarar i synnerhet den geografiska begränsningen av olika arter på ytan av vår planet.

Som noterats ovan beror förekomsten av en viss art på en kombination av många olika abiotiska faktorer. Dessutom, för varje art, är betydelsen av individuella faktorer, såväl som deras kombinationer, mycket specifik.

Ljus är nödvändigt för alla levande organismer. För det första eftersom det är praktiskt taget den enda energikällan för allt levande. Autotrofa (fotosyntetiska) organismer - cyanobakterier, växter, omvandlar energin från solljus till energin av kemiska bindningar (i processen för syntes av organiska ämnen från mineraler), säkerställer deras existens. Men dessutom tjänar de organiska ämnen som skapas av dem (i form av mat) som en energikälla för alla heterotrofer. För det andra spelar ljus en viktig roll som en faktor som reglerar livsstil, beteende och fysiologiska processer som förekommer i organismer. Låt oss komma ihåg ett så välkänt exempel som höstens släpp av löv från träd. Den gradvisa minskningen av dagsljustimmar utlöser en komplex process av fysiologisk omstrukturering av växter i väntan på en lång vinterperiod.

Förändringar i dagsljustimmar under året är av stor betydelse för djur i den tempererade zonen. Säsongsvariationer avgör reproduktionen av många av deras arter, bytet av fjäderdräkt och pälsskydd, horn hos klövdjur, metamorfos hos insekter, flytt av fiskar och fåglar.

Inte mindre viktig abiotisk faktor än ljus är temperatur. De flesta levande varelser kan bara leva i intervallet från -50 till +50 °C. Och främst i organismers livsmiljöer på jorden går temperaturerna inte utöver dessa gränser. Det finns dock arter som har anpassat sig till att existera vid mycket höga eller låga temperaturer. Så lite bakterier rundmaskar kan leva i varma källor med temperaturer upp till +85 °C. Under förhållandena i Arktis och Antarktis finns det olika typer av varmblodiga djur - isbjörnar, pingviner.

Temperatur som en abiotisk faktor kan avsevärt påverka utvecklingshastigheten, den fysiologiska aktiviteten hos levande organismer, eftersom den är föremål för dagliga och säsongsbetonade fluktuationer.

Andra abiotiska faktorer är inte mindre viktiga, men i varierande grad för olika grupper av levande organismer. Ja, för alla landlevande arter Fuktighet spelar en betydande roll, och för vatten - salthalt. Faunan och floran på öarna i haven och haven påverkas avsevärt av vinden. För invånarna i jorden är dess struktur viktig, det vill säga storleken på jordpartiklarna.

Biotiska och antropogena faktorer

Biotiska faktorer(levande naturfaktorer) är olika former av interaktion mellan organismer av både samma och olika arter.

Relationer mellan organismer av samma artär mer benägna att vara det konkurrens och ganska skarp. Detta beror på deras identiska behov - i mat, territoriellt utrymme, i ljus (för växter), på häckningsplatser (för fåglar), etc.

Ofta i förhållandet mellan individer av samma art finns det också samarbete. Flocken, flockens levnadssätt för många djur (hovdjur, sälar, apor) tillåter dem att framgångsrikt försvara sig från rovdjur och säkerställa överlevnaden för sina ungar. Vargar är ett intressant exempel. De förändras under hela året konkurrensförhållanden till kooperativ. På våren och sommaren lever vargar i par (hane och hona), föder upp avkomma. Samtidigt ockuperar varje par ett visst jaktterritorium som förser dem med mat. Det råder hård territoriell konkurrens mellan par. På vintern samlas vargar i flockar och jagar tillsammans, och en ganska komplex "social" struktur utvecklas i en vargflock. Övergången från tävling till samarbete beror här på att det på sommaren finns många byten (små djur), och på vintern är det bara stora djur (älg, rådjur, vildsvin) som är tillgängliga. Vargen ensam klarar inte av dem, så en flock bildas för en lyckad gemensam jakt.

Förhållandet mellan organismer av olika arter mycket varierande. Hos de som har liknande behov (av mat, häckningsplatser) finns det konkurrens. Till exempel mellan grå och svarta råttor, röd kackerlacka och svart. Inte så ofta, men mellan olika typer utvecklas samarbete, Hur går det fågelmarknad. Många fåglar av små arter är de första som märker faran, närmandet av ett rovdjur. De slår larm, och de stora starka åsikter(till exempel fiskmåsar) attackerar aktivt ett rovdjur (fjällräv) och driver bort det och skyddar både deras bon och småfåglars bon.

Utbredd i artförhållanden predation. I det här fallet dödar rovdjuret bytet och äter det helt. Växtätande är nära besläktat med denna metod: även här äter individer av en art representanter för en annan (ibland äter dock inte växten helt, utan bara delvis).

På kommensalism symbionten gynnas av samlivet, och värden kommer inte till skada, men den får ingen förmån. Till exempel har en pilotfisk (kommensal), som bor nära en stor haj (ägare), ett pålitligt skydd, och mat faller till den "från ägarens bord". Hajen lägger helt enkelt inte märke till sin "freeloader". Kommensalism är allmänt observerad hos djur som leder en bifogad livsstil - svampar, coelenterates (Fig. 1).

Ris. ett.Havsanemon på ett skal upptaget av en eremitkräfta

Dessa djurs larver slår sig ner på skalet av krabbor, skalet av blötdjur, och de utvecklade vuxna organismerna använder värden som ett "fordon".

Mutualistiska relationer kännetecknas av ömsesidig nytta för både mutualisten och ägaren. Allmänt kända exempel på detta är tarmbakterier hos människor (som "förser" sin värd med de nödvändiga vitaminerna); knölbakterier - kvävefixerare - lever i växternas rötter m.m.

Slutligen, två arter som finns i samma territorium ("grannar") får inte interagera med varandra på något sätt. I det här fallet talar man om neutralism inget samband mellan arter.

Antropogena faktorer - faktorer (som påverkar levande organismer och ekologiska system) till följd av mänskliga aktiviteter.