Экологические факторы, Биология

Температурные, физико-химические, биологические элементы среды обитания, оказывающие постоянное или периодическое, прямое или косвенное влияние на организмы и популяции, называют экологическими факторами.

Экологические факторы подразделяют следующим образом:

  • абиотические — температурные и климатические условия, влажность, химический состав атмосферы, почвы, воды, освещенность, особенности рельефа;
  • биотические — живые организмы и непосредственные продукты их жизнедеятельности;
  • антропогенные — человек и непосредственные продукты его хозяйственной и иной деятельности.

Основные абиотические факторы

  1. Солнечная радиация: ультрафиолетовые лучи губительны для организма. Видимая часть спектра обеспечивает фотосинтез. Инфракрасные лучи повышают температуру окружающей среды и тела организмов.
  2. Температура влияет на скорость реакций обмена веществ.

    Животных с постоянной температурой тела называют гомойотермными, а с переменной — пойкилотермными.

  3. Влажность характеризуется количеством воды в среде обитания и внутри организма. Адаптации животных связаны с добыванием воды, запасанием жира как источника воды при окислении, с переходом к спячке в жару.

    У растений развиваются корневые системы, утолщается кутикула на листьях, уменьшается площадь листовой пластинки, редуцируются листья.

  4. Климат — совокупность факторов, характеризующихся сезонной и суточной периодичностью, обусловленной вращением Земли вокруг Солнца и собственной оси.

    Адаптации животных выражаются в переходе к спячке в холодное время года, в оцепенении у пойкилотермных организмов. У растений адаптации связаны с переходом в состояние покоя (летнего или зимнего). При больших потерях воды ряд организмов впадает в состояние анабиоза — максимального замедления процессов обмена веществ.

  5. Биологические ритмы — периодические колебания интенсивности действия факторов. Суточные биоритмы определяют внешние и внутренние реакции организмов на смену дня и ночи

Организмы адаптируются (приспосабливаются) к влиянию определенных факторов в процессе естественного отбора.

Их адаптационные возможности определяются нормой реакции по отношению к каждому из факторов, как постоянно действующих, так и колеблющихся в своих значениях. Например, длина светового дня в конкретном регионе постоянна, а температура и влажность могут колебаться в достаточно широких пределах.

Экологические факторы характеризуются интенсивностью действия, оптимальностью значения (оптимумом), максимальным и минимальным значениями, в пределах которых возможна жизнь конкретного организма. Эти параметры для представителей разных видов различны.

Отклонение от оптимума какого-либо фактора, например снижение количества пищи, может сузить пределы выносливости птиц или млекопитающих по отношению к понижению температуры воздуха.

Фактор, значение которого в данный момент находится на пределах выносливости или выходит за них, называют ограничивающим.

Организмы, способные существовать в широких пределах колебания фактора, называют эврибионтами. Например, организмы, обитающие в условиях континентального климата, переносят широкие колебания температур. Такие организмы обычно имеют широкие ареалы распространения.

Организмы, обитающие в условиях постоянства какого-либо фактора или их совокупности, называют стенобионтами. Например, паразиты или симбионты. Ареал таких организмов ограничен.

Экологические факторы, Биология

Пределы выносливости

Интенсивность фактора минимальная оптимальная максимальная

Экологические факторы, Биология

Рис. 23. Действие экологического фактора на живые организмы: А — общая схема; Б — схема для теплокровных и холоднокровных животных

Основные биотические факторы

Организмы одного вида вступают в различные по характеру отношения как друг с другом, так и с представителями других видов. Эти отношения соответственно подразделяют на внутривидовые и межвидовые.

Внутривидовые отношения проявляются во внутривидовой конкуренции за пищу, кров, самку, а также в особенностях поведения, иерархии отношений между членами популяции.

Межвидовые отношения:

  • мутуализм — форма взаимовыгодных симбиотических отношений двух популяций разных видов;
  • комменсализм — форма симбиоза, при которой отношения выгодны преимущественно для одного из двух видов, обитающих совместно (рыбы лоцманы и акулы);
  • кооперация — взаимовыгодное, но необязательное совместное существование двух видов (птицы, поедающие паразитов на шерсти копытных животных);
  • паразитизм — форма межвидовых отношений, при которых один вид (паразит) получает пищу из организма другого вида (хозяина);
  • хищничество — отношения, при которых особи одного вида убивают и поедают особей другого вида.

Антропогенные факторы связаны с деятельностью человека, под влиянием которой среда изменяется и формируется.

Деятельность человека распространяется практически на всю биосферу: добыча полезных ископаемых, освоение водных ресурсов, развитие авиации и космонавтики сказываются на состоянии биосферы.

В результате возникают разрушительные процессы в биосфере, к которым относятся загрязнение вод, «парниковый эффект», связанный с увеличением концентрации диоксида углерода в атмосфере, нарушения озонового слоя, «кислотные дожди» и т.д.

Экологические факторы

Экологические факторы, БиологияЭкологические факторы – неотъемлемая часть существования популяций и создания условий существования. Изучение каждого фактора в отдельности создает множество дополнительных факторов, которые выражают весь комплекс его влияния, действия и значения в природе.

Систематизация свойств окружающей среды упрощает восприятие, составление и изучение их параметров. Компоненты окружающей среды делятся по характеру и спектру воздействия на природную и антропогенную среду. К ним относят:

  • Быстродействующие. Воздействие фактора на процессы обмена веществ энергии и информации на осуществление, которого требуется минимальное количество времени.
  • Косвеннодействующие. Воздействие отдельных факторов оказывают лимитирующее или сопутствующее для развития процессов, обмена веществ или изменения вещественного состава элемента, группы организмов или веществ окружающей среды.
  • Избирательное воздействие направленно на компоненты окружающей среды, характеризуя их как лимитирующие для определенного вида организмов ил процессов.

Определенные виды животных питаются только одним видом пищи, избирательным воздействием их будет среда обитания с этим растением. Общий спектр воздействия – это фактор обуславливающий воздействие комплекса условий окружающей среды на разные уровни организации жизни.

Разнообразие экологических факторов позволяет их классифицировать по признакам их действия:

  • по среде обитания;
  • по времени;
  • по периодичности;
  • по характеру воздействия;
  • по происхождению;
  • по объекту воздействия.

Их классификация имеет многокомпонентное описание и внутри каждого фактора делится на множество самостоятельных. Это позволяет подробно описать средовые условия и совместное влияние их на разных уровнях организации жизни.

Условия существования организмов независимо от уровня его организации испытывает влияние от экологических факторов, которые по своей организации делятся на группы. Выделяют три группы факторов: абиотические; биотические; антропогенные.

Экологические факторы, Биология

Антропогенными факторами называют воздействие на окружающую среду: продуктов деятельности человека, изменение естественной среды с заменой на искусственно созданные объекты. Эти факторы дополняют загрязнение остаточными продуктами промышленности, жизнедеятельности (выбросы, отходы, удобрения).

Абиотические экологические факторы. Природная окружающая среда состоит из компонентов слагающих ее как единое целое. Она состоит из факторов определяющих ее как среду обитания для разных уровней организации жизни. Ее компоненты:

  • Свет. Отношение к свету определяет местообитание, основные процессы метаболизма растений, разнообразие животных и их жизнедеятельность.
  • Вода. Это компонент присутствующий в живых организмах всех уровней организации жизни на Земле. Этот элемент среды обитания занимает большую часть Земли и является средой обитания. Разнообразие живых организмов в большинстве своих видов относится к этой среде.
  • Атмосфера. Газовая оболочка земли, в которой протекают процессы, регулирующие климатические и температурные режимы планеты. Эти режимы определяют пояса планеты и условия существования на них.
  • Эдафические или почвенные факторы. Почва результат эрозии горных пород Земли своими свойствами определяют облик планеты. Неорганические компоненты, входящие в ее состав служат питательной средой для растений.
  • Рельеф местности. Орографические условия местности регулируются изменением поверхности под влиянием геологических эрозионных процессов земли. К ним относят возвышенности, ложбины, речные долины, плоскогорья и другие географические рубежи поверхности Земли.
  • Влияние абиотических факторов и биотических взаимосвязано. Каждый фактор оказывает положительное или отрицательное влияние на живые организмы.

Биотические экологические факторы. Взаимоотношения между организмами и их влияние на объекты неживой природы называется биотическими экологическими факторами. Эти факторы классифицируются по действиям и взаимоотношениям организмов:

  • Прямые взаимодействия. Трофические связи между организмами, в которых взаимодействие по линии питания: хищник – жертва, хозяин-паразит. Эти отношения обеспечивают выживание, динамику численности особей, естественный отбор в живой природе.
  • Опосредованные. Средообразующая функция этих взаимодействий заключается в формировании ниши для многих животных, растений и это влияние их жизнедеятельности оказывает средообразующее воздействие.
  • Нейтрализм 0:0 Отношения между организмами не оказывают влияния на их жизнедеятельность
  • Комменсализм: синойкия 0:+ Сожительство между организмами, которое заключается в использовании как жилище и питательный субстрат в жизнедеятельности одних организмов с другими. При этом один организм использует другой, не причиняя ему вреда и не принося ему пользы.
  • Аменсализм 0:- Взаимодействие организмов, при котором особь одного вида наносит ущерб особи другого вида, которая безразлична к его действиям.
  • Мутуализм протокооперация +:+ Симбиотические взаимоотношения взаимовыгодные для особей. Протокооперация характеризуется взаимовыгодным сожительством двух особей, но если условия существования им этого не позволяют, то они могут жить самостоятельно.
  • Эксплуататоры паразитизм; хищничество. +:- Паразитизм это форма взаимоотношений, при которой одни вид использует для своей жизнедеятельности другой. Он используют ткани, внешние оболочки и отравляют продуктами своей жизнедеятельности организм эксплуатируемой особи; Хищничество – полезное приспособление в взаимоотношениях видов для регулирования численности и роста биоразнообразия в природе.
    Взаимоотношения между особями популяций разных видов имеет множество классификаций и описаний их.

Экологические факторы оказывают комплексное воздействие на организмы. Их действие характеризуется количественными показателями, выраженными в общей потоке их влияния.

Способность адаптироваться к действию экологических факторов называют экологической валентностью вида. Порог влияния выражается зоной толерантности.

Широкий диапазон распространения и приспособленности вида характеризует его как эврибионтный, а узкий – стенобитный.

Совместное влияние факторов характеризуется экологическим спектром вида. Закономерности влияния факторов. Закон действия факторов:

  • Относительности. Каждый фактор влияет совместно и его характеризует: интенсивность, направленность и количество в определенный промежуток времени.
  • Оптимальность факторов – средний диапазон их воздействия является благоприятным.
  • Относительной заменимости и абсолютной незаменимости Условия жизни зависят от незаменимых абиотических факторов окружающей среды (вода, свет) и абсолютное их отсутствие незаменимо для вида. Компенсирующее воздействие оказывает избыток других факторов.
  • Влияние каждого фактора обусловлено их характеристиками. Основные группы этих факторов:
  • Абиотические. Свет оказывает влияние на физиологические процессы в организме человека, на жизнедеятельность животных и вегетацию растений. Биотические. Дерево при смене сезонов года сбрасывает лиственный покров и удобряет верхний почвенный слой.
  • Антропогенные. Деятельность человека еще со времен каменного века оказывает влияние на окружающую природную среду. При развитии промышленности и хозяйственной деятельности загрязнение ее это основное влияние человека на среду.
  • Экофакторы оказывают смежное влияние и их отдельное воздействие описать сложно.
  1. Примерами экологических факторов являются основные условия существования на популяционном уровне. Основные факторы:
  • Свет. Растения используют свет для вегетативных процессов. Физиологические процессы под влиянием света в организме человека генетически обусловлены в процессе эволюции.
  • Температура. Биоразнообразие организмов выражается в существовании видов в разных диапазонах температур. Под воздействием температуры осуществляются метаболические процессы в организме.
  • Вода. Элемент окружающей среды, оказывающий влияние на существование и адаптацию организмов. Также к ним относят воздух, ветер, почву, человека. Эти факторы создают динамические процессы в природе и оказывают свое воздействие на процессы в ней.
  • Загрязнение окружающей среды является первостепенной проблемой для экологических сообществ, охраны окружающей среды. Факты о отходах (антропогенные экологические факторы):
  • В Тихом океане обнаружен остров из отходов (пластиковые бутылки и другие вещества). Пластик разлагается более 100 лет, пленка – 200 лет. Вода может ускорить этот процесс и это станет еще одним фактором загрязнения гидросферы. Животные поедают пластик, принимая их за медузы. Пластик не переваривается, и животное может погибнуть.
  • Загрязнение воздуха в Китае, Индии и других промышленных городах отравляет организм. Токсичные отходы с промышленных предприятий поступают со сточными водами в реки и отравляют этим воды, которые по цепочке водного баланса могут загрязнять воздушные массы, подземные воды и опасны для человека.
  • В Австралии обществом по защите животных и сохранению биоразнообразия натягивают вдоль шоссе лианы. Это защищает коал от гибели.
  • Для защиты носорогов от вымирания как вида им отрезают рог.

Экологические факторы являются многофакторными условиями существования каждого вида на разных уровнях организации жизни. Каждый уровень организации использует их рационально и способы их отличаются.

Самая удобная и увлекательная подготовка к ЕГЭ

Каждая из сред жизни отличается особенностями воздействия экологических факторов — отдельных элементов среды, которые воздействуют на организмы. Существуют различные классификации экологических факторов.

Группа Характеристика Примеры
По природе
Абиотические Воздействие компонентов неживой природы Свет, температура, влажность
Биотические Воздействие живых организмов Конкуренция за пищу, нападение хищника
По участию человека
Природные Воздействие природных факторов Свет, температура, влажность
Антропогенные Воздействие человека (в том числе его деятельности) Вырубка леса, охота, загрязнение, разрушение местообитаний
По среде возникновения (для абиотических)
Климатические Влияние климатических условий Ветер, атмосферное давление
Геологические Влияние геологических условий Землетрясения, извержения вулканов, движение ледников, радиоактивное излучение
Орографические, или факторы рельефа Влияние условий рельефа Высота местности над уровнем моря, крутизна местности, экспозиция местности
Эдафические, или почвенно-грунтовые Влияние почвенных условий Гранулометрический состав, химический состав, плотность, структура, рН
Гидрологические Влияние гидрологических условий Течение, солёность, давление
По природе (для абиотических)
Физические Влияние физических факторов Температура, давление, плотность
Химические Влияние химических факторов Химический состав, солёность
По виду воздействующего организма (для биотических)
Внутривидовые Влияние на организм особей этого же вида Влияние зайца на зайца, сосны на сосну
Межвидовые Влияние на организм особей других видов Влияние волка на зайца, сосны на берёзу
По принадлежности к определённому царству (для биотических)
Фитогенные факторы Влияние на организм растений Ель и растения нижнего яруса
Зоогенные факторы Влияние животных Ковыль и травоядные копытные
Микогенные факторы Влияние грибов Берёза и подберёзовик
Микробогенные факторы Влияние микроорганизмов (вирусов, бактерий, простейших) Человек и вирус гриппа
По типу взаимодействия (для биотических)
Нейтрализм Сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий Белки и лоси
Протокооперация Взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают оба участника Раки-отшельники и коралловые полипы актинии
Мутуализм Взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнёров, либо оба не могут существовать без сожителя Травоядные копытные и целлюлозоразрушающие бактерии
Комменсализм Взаимоотношения, при которых один из партнеров полу- чает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично Крупные хищники и падальщики
Хищничество Взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет другого (жертву) и использует его в качестве пищи Волки и зайцы
Паразитизм Взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищи Аскарида человеческая и человек
Конкуренция Взаимоотношения, при которых организмы соперничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних Щука и судак
Аменсализм Взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого Ель и растения нижнего яруса
По характеру воздействия (для антропогенных)
Прямое влияние Оказывают прямое (непосредственное) воздействие на организм Скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбы
Косвенное влияние Оказывают косвенное (опосредованное через другие экологические факторы) воздействие на организм Загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, беспокойство
По последствиям (для антропогенных)
Положительные Улучшают жизнь организмов и увеличивают их численность Разведение и охрана животных, посадка и подкормка растений, охрана окружающей среды
Отрицательные Ухудшают жизнь организмов и снижают их численность Вырубка деревьев, отстрел животных, разрушение местообитаний
По изменчивости в пространстве и во времени
Относительно постоянные Относительно постоянны в пространстве и во времени Сила тяготения, солнечная радиация, солёность океана
Очень изменчивые Очень изменчивы в пространстве и во времени Температура и влажность воздуха, сила ветра
По характеру изменения во времени
Регулярно-периодические Меняют свою силу в зависимости от времени суток, сезона года, ритма приливов и отливов Освещённость, температура, длина светового дня
Нерегулярные (непериодические) Не имеют чётко выраженной периодичности Наводнение, ураган, землетрясение, извержение вулкана, нападение хищника
Направленные Действуют на протяжении длительного промежутка времени в одном направлении Похолодание или потепление климата, зарастание водоёма, эрозия почвы
По характеру ответной реакции организма на воздействие
Раздражители Вызывают биохимические и физиологические изменения (адаптации) Недостаток кислорода в условиях высокогорья приводит к увеличению содержания гемоглобина в крови животных
Модификаторы Вызывают морфологические и анатомические изменения (адаптации) Недостаток влаги привёл к видоизменению листьев в колючки у кактуса
Ограничители Обусловливают невозможность существования организма в данных условиях и ограничивают ареал его распространения Недостаток воды ограничивает распространение жизни в пустынях
Сигнализаторы Информируют об изменении других факторов Длина светового дня для листопадных растений
По расходованию
Ресурсы Потребляются организмами, то есть их количество в результате взаимодействия с организмом может уменьшаться Пища, вода, солнечная энергия, кислород, углекислый газ
Условия Не потребляются организмами, то есть их количество не уменьшается, но они могут оказывать влияние на организм Температура, влажность, атмосферное давление, гравитационное поле, солёность воды

Действие экологических факторов на организм может быть прямым и косвенным. Косвенное воздействие осуществляется через другие экологические факторы. Например, высокая температура может вызвать ожог (прямое действие), а может привести к обезвоживанию организма (косвенное воздействие).

Типы связей и взаимоотношений между организмами

Типы связей между организмами. Живые организмы определённым образом связаны друг с другом. Различают следующие типы связей между видами: трофические, топические, форические, фабрические. Наиболее важными являются трофические и топические связи, так как именно они удерживают организмы разных видов друг возле друга, объединяя их в сообщества.

Тип Характеристика Примеры
Трофические Возникают между видами, когда один вид питается другим: живыми особями, мёртвыми остатками, продуктами жизнедеятельности. Трофическая связь может быть прямой и косвенной Прямая связь проявляется при питании львов живыми антилопами, гиен трупами зебр, жуков-навозников помётом крупных копытных и т. д. Косвенная связь возникает при конкуренции разных видов за один пищевой ресурс
Топические Проявляются в изменении одним видом условий обитания другого вида Под хвойным лесом, как правило, отсутствует травянистый покров
Форические Возникают, когда один вид участвует в распространении другого вида Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называется зоохория, а мелких особей — форезия
Фабрические Заключаются в том, что один вид использует для своих сооружений продукты выделения, мёртвые остатки или даже живых особей другого вида Птицы при постройке гнезд используют ветки деревьев, траву, пух и перья других птиц

Типы отношений между организмами. Воздействие одного вида на другой может быть положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов воздействия. Различают нейтрализм, протокооперацию, мутуализм, комменсализм, хищничество, паразитизм, конкуренцию, аменсализм. Типы отношений между организмами

Тип Вид Характеристика Примеры
1-й 2-й
1. Нейтрализм Сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий Белки и лоси не оказывают друг на друга значительных воздействий
2. Протокооперация + + Взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают оба участника Коралловый полип актиния поселяется на раковине рака-отшельника и своими стрекательными клетками защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и увеличению их кормового пространства
3. Мутуализм + + Взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя Целлюлозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике травоядных копытных и продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные со своей стороны предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой, влажностью и т. д.
4. Комменсализм + Взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично
Синойкия Квартирантство Тропические рыбки укрываются от нападения хищников среди щупалец актиний, которые имеют стрекательные клетки
Трофобиоз Нахлебничество Падальщики, например гиены, грифы, шакалы, питаются останками жертв, убитых и частично съеденных крупными хищниками — львами.
5. Хищничество + Взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Особи хищника обычно больше особей добычи Волки используют в качестве пищи зайцев. При сокращении численности популяции одного вида жертв хищник переключается на другой вид. Волки могут использовать в качестве пищи зайцев, мышей, кабанов, косуль, лягушек, насекомых и т. д.
Каннибализм Частный случай хищничества — умерщвление и поедание себе подобных Встречается у крыс, бурых медведей, человека и др.
6. Паразитизм + Взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищи. Популяция паразита обычно меньше, чем популяция хозяина Аскарида человеческая паразитирует в кишечнике человека, получая питательные вещества и среду обитания
облигатные паразиты Ведут исключительно паразитический об- раз жизни и вне организма хозяина либо погибают, либо находятся в неактивном состоянии Вирусы
факультативные паразиты Ведут паразитический образ жизни, но в случае необходимости могут нормально жить во внешней среде, вне организма хозяина Паразитические грибы и бактерии
7. Конкуренция Взаимоотношения, при которых организмы соперничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних
прямая (активная) Подавление одного вида другим Щука и судак могут питаться друг другом
косвенная (пассивная) Потребление ресурсов среды, необходимых обоим видам Щука и судак конкурируют между собой из-за карасей, которыми питаются и те и другие
8. Аменсализм Взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого Плотная крона ели препятствует проникновению солнечных лучей под полог леса и подавляет развитие растений нижнего яруса
аллелопатия Влияние одного организма на другой, при котором во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма, отравляя её и делая непригодной для жизни другого Гриб пеницилл продуцирует вещества, подавляющие жизнедеятельность бактерий.

Экологические факторы – это… Что такое Экологические факторы?

Экологи́ческие фа́кторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Индифферентные элементы среды, например, инертные газы, экологическими факторами не являются.

Экологические факторы отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер.

Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных.

Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фототрофных организмов (большинство растений и фотосинтезирующие бактерии), а в жизни гетеротрофных организмов (грибы, животные, значительная часть микроорганизмов) свет не оказывает заметного влияния на жизнедеятельность.

Экологические факторы могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфо-анатомические и физиологические изменения организмов.

Организмы испытывают воздействие не статичных неизменных факторов, а их режимов — последовательности изменений за определённое время.

Классификации экологических факторов

По характеру воздействия

По происхождению

  • Абиотические — факторы неживой природы:
    • климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха
    • эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы
    • орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона
    • химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность
    • физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения
  • Биотические — связанные с деятельностью живых организмов:
    • фитогенные — влияние растений
    • микогенные — влияние грибов
    • зоогенные — влияние животных
    • микробиогенные — влияние микроорганизмов
  • Антропогенные (антропические):
    • физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации
    • химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта
    • биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания
    • социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе

По расходованию

  • Ресурсы — элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO2, O2, свет)
  • Условия — не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы)

По направленности

  • Векторизованные — направленно изменяющиеся факторы: заболачивание, засоление почвы
  • Многолетние-циклические — с чередованием многолетних периодов усиления и ослабления фактора, например изменение климата в связи с 11-летним солнечным циклом
  • Осцилляторные (импульсные, флуктуационные) — колебания в обе стороны от некоего среднего значения (суточные колебания температуры воздуха, изменение среднемесячной суммы осадков в течение года)

Действие экологических факторов на организм

Факторы среды воздействуют на организм не по отдельности, а в комплексе, соответственно, любая реакция организма является многофакторно обусловленной. При этом интегральное влияние факторов не равно сумме влияний отдельных факторов, так как между ними происходят различного рода взаимодействия, которые можно подразделить на четыре основных типа:

  • Монодоминантность — один из факторов подавляет действие остальных и его величина имеет определяющее значение для организма. Так, полное отсутствие, либо нахождение в почве элементов минерального питания в резком недостатке или избытке препятствуют нормальному усвоению растениями прочих элементов.
  • Синергизм — взаимное усиление нескольких факторов, обусловленное положительной обратной связью. Например, влажность почвы, содержание в ней нитратов и освещённость при улучшении обеспечения любым из них повышают эффект воздействия двух других.
  • Антагонизм — взаимное гашение нескольких факторов, обусловленное обратной отрицательной связью: увеличение популяции саранчи способствует уменьшению пищевых ресурсов и её популяция сокращается.
  • Провокационность — сочетание положительных и отрицательных для организма воздействий, при этом влияние вторых усилено влиянием первых. Так, чем раньше наступает оттепель, тем сильнее растения страдают от последующих заморозков.
  • Влияние факторов также зависит от природы и текущего состояния организма, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие как на разные виды, так и на один организм на разных этапах онтогенеза: низкая влажность губительна для гидрофитов, но безвредна для ксерофитов; низкие температуры без вреда переносятся взрослыми хвойными умеренного пояса, но опасны для молодых растений.
  • Факторы могут частично замещать друг друга: при ослаблении освещённости интенсивность фотосинтеза не изменится, если увеличить концентрацию углекислого газа в воздухе, что обычно и происходит в теплицах.
  • Результат воздействия факторов зависит от продолжительности и повторяемости действия их экстремальных значений на протяжении всей жизни организма и его потомков: непродолжительные воздействия могут и не иметь никаких последствий, тогда как продолжительные через механизм естественного отбора ведут к качественным изменениям.

Реакция организма на изменение экологических факторов

Кривая жизнедеятельности многолетнего растения. Однолетние растения не способны переходить в состояние покоя и зона жизни у них совпадает с зоной жизнедеятельности.
Примечание: 1 — точка оптимума, 2 — точки минимума и максимума, 3 — летальные точки

Организмам, особенно ведущим прикреплённый, как растения, или малоподвижный образ жизни, свойственна пластичность — способность существовать в более или менее широких диапазонах значений экологических факторов. Однако при различных значениях фактора организм ведёт себя неодинаково.

Соответственно выделяют такое его значение, при котором организм будет находиться в наиболее комфортном состоянии — быстро расти, размножаться, проявлять конкурентные способности.

По мере увеличения или уменьшения значения фактора относительно наиболее благоприятного, организм начинает испытывать угнетение, что проявляется в ослаблении его жизненных функций и при экстремальных значениях фактора может привести к гибели.

Графически подобная реакция организма на изменение значений фактора изображается в виде кривой жизнедеятельности (экологической кривой), при анализе которой можно выделить некоторые точки и зоны:

  • Кардинальные точки:
    • точки минимума и максимума — крайние значения фактора, при которых возможна жизнедеятельность организма
    • точка оптимума — наиболее благоприятное значение фактора
  • Зоны:
    • зона оптимума — ограничивает диапазон наиболее благоприятных значений фактора
    • зоны пессимума (верхнего и нижнего) — диапазоны значений фактора, в которых организм испытывает сильное угнетение
    • зона жизнедеятельности — диапазон значений фактора, в котором он активно проявляет свои жизненные функции
    • зоны покоя (верхнего и нижнего) — крайне неблагоприятные значения фактора, при которых организм остаётся живым, но переходит в состояние покоя
    • зона жизни — диапазон значений фактора, в котором организм остаётся живым

За границами зоны жизни располагаются летальные значения фактора, при которых организм не способен существовать.

Изменения, происходящие с организмом в пределах диапазона пластичности, всегда являются фенотипическими, при этом в генотипе кодируется лишь мера возможных изменений — норма реакции, которая и определяет степень пластичности организма.

На основе индивидуальной кривой жизнедеятельности можно прогнозировать и видовую.

Однако, так как вид представляет собой сложную надорганизменную систему, состоящую из множества популяций, расселённых по различным местообитаниям с неодинаковыми условиями среды, при оценке его экологии пользуются обобщёнными данными не по отдельным особям, а по целым популяциям.

На градиенте фактора откладываются обобщённые классы его значений, представляющие определённые типы местообитаний, а в качестве экологических реакций чаще всего рассматриваются обилие или частота встречаемости вида. При этом следует говорить уже не о кривой жизнедеятельности, а о кривой распределения обилий или частот.

Библиография

  • Sahney, S., Benton, M.J. and Ferry, P.A. (2010). «Links between global taxonomic diversity, ecological diversity and the expansion of vertebrates on land» (PDF). Biology Letters 6 (4): 544–547. DOI:10.1098/rsbl.2009.1024. PMID 20106856.
  • David L. Hawksworth Biodiversity and Conservation in Europe. — Springer, 2008. — P. 3390. — ISBN 1402068646.
  • Bampton, M. «Anthropogenic Transformation» in Encyclopedia of Environmental Science, D. E. Alexander and R. W. Fairbridge, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands.
  • Worm, Boris (2006-11-03). «Impacts of Biodiversity Loss on Ocean Ecosystem Services». Science 314 (5800): 787–790. DOI:10.1126/science.1132294. PMID 17082450.
Ссылка на основную публикацию