Экологические факторы, их влияние на организмы
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
- Солнечная радиация: ультрафиолетовые лучи губительны для организма. Видимая часть спектра обеспечивает фотосинтез. Инфракрасные лучи повышают температуру окружающей среды и тела организмов.
- Температура влияет на скорость реакций обмена веществ.
Животных с постоянной температурой тела называют гомойотермными, а с переменной — пойкилотермными.
- 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.
- 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.
- 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.
Пределы выносливости
Интенсивность фактора минимальная оптимальная максимальная
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.
Источник: https://kaz-ekzams.ru/biologiya/uchebnaya-literatura-po-biologii/biologia-repetitor/551-yekologicheskie-faktory-ix-vliyanie-na-organizmy.html
Экологические факторы: примеры
Каждому живому организму необходима определенная среда обитания, удовлетворяющая его основные потребности (в питании, дыхании, движении, размножении и др). Все организмы ощущают на себе воздействия экологических факторов – изменяющихся явлений и элементов природы.
Экологические факторы, примеры которых рассмотрим далее, оказывают на организмы прямое или опосредованное влияние, которое может давать положительные или отрицательные результаты.
Основными экологическими факторами являются:
- Абиотические, илифакторы неживой природы: климатические, эдафические, орографические, гидрографические, пирогенные, химические;
- Биотические, т. е. факторы взаимодействия живых организмов со средой обитания: фитогенные, зоогенные;
- Антропогенные, или факторы человеческой деятельности: физические, биологические, химические, социальные.
Более подробно о классификации экологических факторов рассказывает эта статья.
В природе насчитывается огромное количество факторов, которые сами по себе и в сочетании с другими оказывают на организм определенное воздействие. Но особое значение для каждого живого организма имеют свет, температура и влажность.
Свет, как экологический фактор
Вся жизнь на Земле существует благодаря солнечному свету: благодаря ему мы познаем окружающий мир, ощущаем тепло и комфорт. Под воздействием света у животных усиливается активность ферментов, улучшается работа пищеварительной системы, повышаются бактерицидные свойства крови, ослабляющие микробов и продукты их жизнедеятельности.
Для растений свет является основным условием существования, т. к. предоставляет им энергию для фотосинтеза, роста и развития.
Правильно рассчитав режим освещения, можно существенно повысить продуктивность разводимых живых организмов.
Например, увеличивая в парниках световой день до 15 часов, можно ускорить рост рассады и сроки созревания овощных культур.
Удлиняя световой период, можно координировать размножение животных на зверофермах, увеличивать яйценоскость домашних птиц, повышать прирост и удои на молочных фермах.
Температура, как экологический фактор
Температура является основным условием для протекания химических процессов в живых организмах. Природные температурные колебания всегда отражаются на росте, развитии и жизнедеятельности растений и животных. Пойкилотермные организмы (с непостоянной t˚ тела) полностью зависимы от температуры среды обитания; гомойтермные (с постоянной t˚ тела) – менее зависимы.
Имеются бактерии и моллюски, способные существовать в температурах, близких к кипению. Но большинству животных и растений присущи достаточно узкие пределы колебания температуры (15 – 30 ˚С). Верхний и нижний предел температуры для каждого вида свой и его превышение грозит живому организму гибелью.
В ходе эволюции пойкилотермные организмы приобрели возможность приспосабливаться к изменяющейся температуре среды.
Например, у некоторых животных, адаптируемых к повышению температуры, меховой покров становится реже, жировые запасы копятся в одном месте (горбы у верблюда, курдюк у барана).
Адаптация к понижению температуры может происходить в виде образования пухового подшерстка, подкожного слоя жира.
Вода, как экологический фактор
Жизнь любого организма невозможна без воды, т. к. вода является основным структурным компонентом клетки (60 – 80 % массы клетки). Вода в основном выполняет физиологические функции, обеспечивая коррелятивные взаимодействия, обменные процессы, связь организмов со средой.
Организмы, попадая в условия недостаточного или избыточного содержания воды, пытаются приспособиться: в засушливых местах растения развивают мощную корневую систему, на листьях вырабатывают восковой слой или уменьшают листовую пластинку вплоть до превращения их в колючки.
Некоторые животные резервируют жировые отложения, которые при окислении превращаются в воду (верблюды, грызуны); другие переходят на ночной образ жизни (совы, летучие мыши); некоторым живым организмам приходится впадать в спячку, пережидая период засухи (рыбам, амфибиям, некоторым животным).
Влажность, как экологический фактор, может стать причиной миграции растений или животных.
Воздух, как экологический фактор
Существование живых организмов на Земле невозможно без воздуха. Воздух выполняет защитные функции атмосферы, является необходимой составляющей среды обитания живых организмов.
Движение воздуха (ветер) выполняет функции переноса на большие расстояния семян, пыльцы, спор, влаги, химических примесей и др. Ветер, перемещает теплые или холодные воздушные массы, влияя на водный, температурный и световой режим определенной природной зоны.
Ветер, как экологический фактор
Сильный зимний ветер не вредит мелким животным, укрывающимся в норах и под снегом, но отрицательно воздействует на крупных животных (лосей, оленей). Сухой ветер увеличивает скорость потери воды растениями, заставляя их приспосабливаться. Ураганный ветер способен переместить на большие расстояния растения и даже животных, способствуя изменению состава лесных сообществ.
Почва, как экологический фактор
Почва – верхний слой земли, обладающий рядом специфических характеристик (физические, агрохимические, биологические показатели), является необходимым условием существования не только флоры, но и фауны, т.к. многие животные являются травоядными, а человек употребляет в пищу множество растительной пищи.
Растения, потребляя из почвы воду и питательные вещества, ослабляют ее, но, отмирая, превращаются в удобрения. Для одних животных почва является местом постоянного пребывания (кроты, слепыши, цокоры); для других – домом (барсуки, тушканчики, суслики). Многие насекомые и животные в почву откладывают личинок, яйца для выведения потомства.
Человек, как экологический фактор
Человек – разумное существо – ощущая на себе воздействие всех экологических факторов, сам является экофактором. Оказывая на природу осознанное воздействие, создавая мощные источники энергии (термоядерная, ядерная), человек приобретает возможность занимать на Земле любое экологическое пространство.
Однако кратковременные достижения (искусственный разгон туч улучшает погоду; изменение русла реки обеспечивает водой районы) приводят к глобальным ухудшениям: резким перепадам температур, возникновению торнадо, вымиранию редких пород растений и животных и др. Любым вмешательствам в природу должен предшествовать тщательный прогноз возможных последствий.
Посмотрите также:
Куда сдать на утилизацию отходы, технику и другие вещи в Вашем городе
Также на сайте:
Следующая >>
Источник: http://www.kudagradusnik.ru/index.php/articles/7985-ekologicheskie-faktory-primery.html
Рефераты, дипломные, курсовые работы – бесплатно: Библиофонд!
Чибисова Н.В., Долгань Е.К.
Окружающая организм среда – это природные тела и явления, с которыми она находится в прямых или косвенных отношениях. Условия среды, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, называются экологическими факторами.
Существует несколько классификаций экологических факторов среды.
Наиболее простой и ставшей классической является классификация, по которой экологические факторы среды делятся на две категории: абиотические факторы (факторы неживой природы) и биотические факторы (факторы живой природы).
К абиотическим факторам относятся климатические – свет, температура, влага, движение воздуха, давление; эдафогенные (почвенные) – механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность; орографические – рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона; химические – газовый состав воздуха, солевой состав среды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов.
К биотическим факторам относятся фитогенные (растительные организмы), зоогенные (животные), микробиогенные (вирусы, простейшие, бактерии, риккетсии) и антропогенные (деятельность человека).
Оригинальную классификацию экологических факторов предложил А.С. Мончадский (1962), исходя из того, что приспособительные реакции организмов к тем или иным факторам среды определяются степенью постоянства этих факторов. Это:
– первичные периодические факторы (температура, свет), зависящие от периодичности вращения Земли и смены времен года;
– вторичные периодические факторы (влажность, осадки, динамика растительной пищи, содержание растворенных газов в воде, внутривидовые взаимодействия) как следствие первичных периодических;
– непериодические факторы (эдафические факторы, взаимодействие между разными видами, антропогенные воздействия, почвенно-грунтовые факторы), не имеющие правильной периодичности.
Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые организмы выражается в существовании некоторых верхних и нижних границ амплитуды допустимых колебаний отдельных факторов (температура, соленость, рН, газовый состав и др.), то есть определенный режим существования. Чем шире пределы какого-либо фактора, тем выше устойчивость, или, как ее называют, толерантность, данного организма.
Лимитирующим фактором развития растений является элемент, концентрация которого лежит в минимуме. Это определяется законом, называемым законом минимума Ю.Либиха (1840). Либих, химик-органик, один из основоположников агрохимии, выдвинул теорию минерального питания растений.
Урожай культур часто лимитируется элементами питания, присутствующими не в избытке, такими как СО2 и Н2О, а теми, которые требуются в ничтожных количествах. Например: бор – необходимый элемент питания растений, но его мало содержится в почве.
Когда его запасы исчерпываются в результате возделывания одной культуры, то рост растений прекращается, если даже другие элементы находятся в изобилии. Закон Либиха строго применим только в условиях стационарного состояния. Необходимо учитывать и взаимодействие факторов.
Так, высокая концентрация или доступность одного вещества или действие другого (не минимального) фактора может изменять скорость потребления элемента питания, содержащегося в минимальном количестве. Иногда организм способен заменять (частично) дефицитный элемент другим, более доступным и химически близким ему.
Так, некоторым растениям нужно меньше цинка, если они растут на свету, а моллюски, обитающие в местах, где есть много стронция, заменяют им частично кальций при построении раковины.
Экологические факторы среды могут оказывать на живые организмы воздействия разного рода:
1) раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций (например, повышение температуры воздуха ведет к увеличению потоотделения у млекопитающих и к охлаждению тела);
2) ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях (например, недостаток влаги в засушливых районах препятствует проникновению туда многих организмов);
3) модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов (например, запыленность окружающей среды в индустриальных районах некоторых стран привела к образованию черных бабочек березовых пядениц, сохранивших свою светлую окраску в сельских местностях);
4) сигналы, свидетельствующие об изменении других факторов среды.
В характере воздействия экологических факторов на организм выявлен ряд общих закономерностей.
Закон оптимума – положительное или отрицательное влияние фактора на организмы – зависит от силы его воздействия. Недостаточное или избыточное действие фактора одинаково отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей.
Благоприятная сила воздействия экологического фактора называется зоной оптимума. Одни виды выносят колебания в широких пределах, другие – в узких.
Широкая пластичность к какому-либо фактору обозначается прибавлением частицы «эври», узкая – «стено» (эвритермные, стенотермные – по отношению к температуре, эвриотопные и стенотопные – по отношению к местам обитания).
Неоднозначность действия фактора на разные функции. Каждый фактор неоднозначно влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может быть неблагоприятным для других. Например, температура воздуха более 40°С у холоднокровных животных увеличивает интенсивность обменных процессов в организме, но тормозит двигательную активность, что приводит к тепловому оцепенению.
Взаимодействие факторов. Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо из факторов среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Так, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе.
Угроза замерзания выше при морозе с сильным ветром, нежели в безветренную погоду. Вместе с тем взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы и полностью заменить один из них другим нельзя. Дефицит тепла в полярных областях нельзя восполнить ни обилием влаги, ни круглосуточной освещенностью в летнее время.
Для каждого вида животных необходим свой набор экологических факторов.
Воздействие химического компонента абиотического фактора на живые организмы. Абиотические факторы создают условия обитания растительных и животных организмов и оказывают прямое или косвенное влияние на жизнедеятельность последних.
К абиотическим факторам относят элементы неорганической природы: материнская порода почвы, химический состав и влажность последней, солнечный свет, теплота, вода и ее химический состав, воздух, его состав и влажность, барометрическое и водное давление, естественный радиационный фон и др.
Химическими компонентами абиотических факторов являются питательные вещества, следы элементов, концентрация углекислого газа и кислорода, ядовитые вещества, кислотность (рН) среды.
Влияние рН на выживаемость организмов-гидробионтов. Большинство организмов не выносят колебаний величины рН. Обмен веществ у них функционирует лишь в среде со строго определенным режимом кислотности-щелочности.
Концентрация водородных ионов во многом зависит от карбонатной системы, которая является важной для всей гидросферы и описывается сложной системой равновесий, устанавливающихся при растворении в природных пресных водах свободного СО2, по реакции:
СО2 + Н2О + Н2СО3+ Н+ + НС .
Именно эта реакция является причиной того, что рН пресных природных вод редко бывает теоретически нейтральной, то есть равной 7. Чаще всего рН чистой воды колеблется от 6,9 до 5,6.
В природе приведенное выше равновесие в чистом виде не существует, так как на природные воды оказывает действие многочисленные факторы: температура, давление, содержание в атмосфере кислорода, аммиака, диоксида и триоксида серы, азота, состав пород по которым протекает река или расположено озеро.
рН сравнительно легко измерить, поэтому его изучили во многих водных местообитаниях. Если рН не приближается к крайнему значению (от 6,5 до 8,5), то сообщества способны компенсировать изменения этого фактора и толерантность сообщества к диапазону рН, встречающемуся в природе, весьма значительна.
Так как изменение рН пропорционально изменению количества СО2, рН может служить индикатором скорости общего метаболизма сообщества (фотосинтеза и дыхания). В воде с низким рН содержится мало биогенных элементов, в связи с чем продуктивность здесь мала. рН сказывается и на распределении водных организмов.
Растения растут в воде с рН ниже 7,5 (Isoetes и Sparganium), от 7,7 до 8,8 (Potamogeton и Elodea canadensis), от 8,4 до 9,0 (Typha angustifolia). Развитие сфагновых мхов стимулируют кислые воды торфяников, в которых очень редки моллюски, ввиду отсутствия извести, зато часто встречаются личинки двукрылых из рода Chaoborus.
Рыбы выносят рН в пределах от 5,0 до 9,0, но некоторые виды способны приспосабливаться к значению рН до 3,7. При рН > 10 вода гибельна для всех рыб. Максимальная продуктивность вод приходится на рН между 6,5 и 8,5. В таблице 1.1 указаны основные величины рН для пресноводных рыб Европы.
Аэробные и анаэробные организмы. Аэробными организмами называются такие организмы, которые способны жить и развиваться только при наличии в среде свободного кислорода, используемого ими в качестве окислителя.
К аэробным организмам принадлежат все растения, большинство простейших и многоклеточных животных, почти все грибы, то есть подавляющее большинство известных видов живых существ. У животных жизнь в отсутствие кислорода (анаэробиоз) встречается как вторичное приспособление.
Аэробные организмы осуществляют биологическое окисление главным образом посредством клеточного дыхания.
В связи с образованием при окислении токсичных продуктов неполного восстановления кислорода, аэробные организмы обладают рядом ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза), обеспечивающих их разложение и отсутствующих или слабо функционирующих у облигатных анаэробов, для которых кислород оказывается вследствие этого токсичным.
Наиболее разнообразна дыхательная цепь у бактерий, обладающих не только цитохромоксидазой, но и другими терминальными оксидазами. Особое место среди аэробных организмов занимают организмы, способные к фотосинтезу, – цианобактерии, водоросли, сосудистые растения. Выделяемый этими организмами кислород обеспечивает развитие всех остальных аэробных организмов. Организмы, способные развиваться при низкой концентрации кислорода (_ 1 мг/л), называются микроаэрофилами.
Анаэробные организмы способны жить и развиваться при отсутствии в среде свободного кислорода. Термин «анаэробы» ввел Луи Пастер, открывший в 1861 году бактерии маслянокислого брожения. Распространены они главным образом среди прокариот. Метаболизм их обусловлен необходимостью использовать иные окислители, чем кислород.
Многие анаэробные организмы, использующие органические вещества (все эукариоты, получающие энергию в результате гликолиза), осуществляют различные типы брожения, при которых образуются восстановленные соединения – спирты, жирные кислоты.
Другие анаэробные организмы – денитрифицирующие (часть из них восстанавливает окисное железо), сульфатвоссстанавливающие, метанообразующие бактерии – используют неорганические окислители: нитрат, соединения серы, СО2. Анаэробные бактерии разделяются на группы маслянокислых и т.д. в соответствии с основным продуктом обмена.
Особую группу анаэробов составляют фототрофные бактерии. По отношению к О2 анаэробные бактерии делятся на облигатных, которые неспособны использовать его в обмене, и факультативных (например, денитрифицирующие), которые могут переходить от анаэробиоза к росту в среде с О2.
На единицу биомассы анаэробные организмы образуют много восстановленных соединений, основными продуцентами которых в биосфере они и являются.
Последовательность образования восстановленных продуктов (N2, Fe2+, H2S, CH4), наблюдаемая при переходе к анаэробиозу, например в донных отложениях, определяется энергетическим выходом соответствующих реакций. Анаэробные организмы развиваются в условиях, когда О2 полностью используется аэробными организмами, например в сточных водах, илах.
Таблица 1.1
Значения рН для пресноводных рыб Европы (по Р.Дажо, 1975)
Источник: https://www.BiblioFond.ru/view.aspx?id=56787
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. |
Источник: https://examer.ru/ege_po_biologii/teoriya/ekologiya
Предмет и задачи экологии. Экологические факторы. Фотопериодизм
Термин «экология» был предложен в 1866 г. немецким ученым Э. Геккелем и определен им как «наука о местообитании».
Экология — наука, изучающая закономерности взаимоотношений живых организмов между собой и с окружающей их средой. Как самостоятельная наука она оформилась в начале XX в. и представляет собой синтез различных отраслей знаний биологии, геологии, географии, химии, математики и др.
Экология делится на аутэкологию и синэкологию. Аутэкология изучает отдельные особи организмов и их приспособление к условиям окружающей среды. Синэкология, или экология сообществ, исследует группы организмов, например популяции, семьи, виды и др.
Одним из основных экологических понятий является среда обитания. Под средой обитания понимают комплекс окружающих условий, влияющих на организм. В понятие среды обитания входят элементы, прямо или косвенно влияющие на организм, они называются экологическими факторами.
Выделяют три группы экологических факторов: абиотические, биотические и антропогенные.
Эти факторы воздействуют на организм в различных направлениях: приводят к возникновению адаптационных изменений, ограничивают распространение организмов в среде, свидетельствуют об изменениях других экологических факторов.
К абиотическим факторам относятся факторы неживой природы: свет, температура, влажность, химический состав воды и почвы, атмосферы и т.д.
Солнечный свет — главный источник энергии для живых организмов. Биологическое действие солнечного света зависит от его характеристик: спектрального состава, интенсивности, суточной и сезонной периодичности.
Ультрафиолетовая часть спектра обладает высокой фотохимической активностью: в организме животных участвует в синтезе витамина Д, эти лучи воспринимают органы зрения насекомых.
Видимая часть спектра (красные и синие лучи) обеспечивает процесс фотосинтеза, яркую окраску цветков для привлечения опылителей. У животных видимый свет участвует в пространственной ориентации.
Инфракрасные лучи — источник тепловой энергии. Тепло важно для обеспечения терморегуляции холоднокровных животных (беспозвоночных и низших позвоночных). У растений инфракрасное излучение влияет на усиление транспирации, что способствует поглощению углекислого газа и движению воды по телу растения.
Растения и животные реагируют на соотношение между продолжительностью периода освещенности и темноты в течение суток или времени года. Это явление называется фотопериодизмом.
Фотопериодизм регулирует суточные и сезонные ритмы жизнедеятельности организмов, а также представляет собой климатический фактор, который определяет жизненные циклы многих видов.
У растений фотопериодизм проявляется в синхронизации периода цветения и созревания плодов с периодом наиболее активного фотосинтеза; у животных — в совпадении периода размножения с обилием пищи, в миграциях птиц, смене шерстного покрова у млекопитающих, впадении в спячку, изменениях в поведении и т.д.
Температура непосредственно влияет на скорость биохимических реакций в телах живых организмов, которые протекают в определенных пределах. Температурные границы, в которых обычно обитают организмы, — от 0 до 50 °С.
Но некоторые бактерии и водоросли могут обитать в горячих источниках при температуре 85-87 °С. Высокие температуры (до 80 °С) переносят некоторые одноклеточные почвенные водоросли, накипные лишайники, семена растений.
Есть животные и растения, способные переносить воздействие очень низких температур — вплоть до полного промерзания.
Большинство животных относятся к холоднокровным (пойкилотермным) организмам — температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Это все типы беспозвоночных животных и значительная часть позвоночных (рыбы, амфибии, пресмыкающиеся).
Птицы и млекопитающие — теплокровные (гомойотермные) животные. Температура их тела относительно постоянна и в значительной степени зависит от обмена веществ самого организма. Также у этих животных вырабатываются приспособления, позволяющие сохранять тепло тела (волосяной покров, плотное оперение, толстый слой подкожной жировой ткани и т.д.).
На большей части территории Земли температура имеет четко выраженные суточные и сезонные колебания, что обусловливает определенные биологические ритмы организмов. Температурный фактор оказывает влияние и на вертикальную зональность фауны и флоры.
Вода — основной компонент цитоплазмы клеток, является одним из важнейших факторов, влияющих на распространение наземных живых организмов. Недостаток воды приводит к возникновению ряда адаптаций у растений и животных.
Засухоустойчивые растения имеют глубокую корневую систему, более мелкие клетки, повышенную концентрацию клеточного сока. Снижается испарение воды в результате редукции листьев, образования толстой кутикулы или воскового налета и т.д.
Многие растения могут поглощать влагу из воздуха (лишайники, эпифиты, кактусы). Ряд растений имеет очень короткий вегетационный период, пока в почве есть влага (тюльпаны, ковыль и др.).
В засушливое время они пребывают в состоянии покоя в виде подземных побегов — луковиц или корневищ.
У наземных членистоногих образуются плотные покровы, препятствующие испарению, видоизменяется обмен — выделяются нерастворимые продукты (мочевая кислота, гуанин). Многие обитатели пустынь и степей (черепахи, змеи) впадают в спячку в период засухи.
Ряд животных (насекомые, верблюды) для жизнедеятельности используют метаболическую воду, которая вырабатывается при расщеплении жира.
Многие виды животных восполняют недостаток воды за счет ее поглощения при питье или с пищей (амфибии, птицы, млекопитающие).
По отношению к кислороду все живые организмы можно разделить на две группы: аэробные (которым для дыхания нужен кислород) и анаэробные (которым кислород не нужен). В среде без кислорода обитают некоторые бактерии, протисты и эндопаразиты. Большинство же организмов обитают в присутствии кислорода.
Кислород земной атмосферы образовался биогенным путем в процессе фотосинтеза.
Кислород попадает в организмы из воды или воздуха разными способами: через поверхность тела (бактерии, простейшие, низшие беспозвоночные), с помощью особых органов дыхания (трахеи, жабры, легкие). Растениями кислород поглощается через устьица и чечевички — особые щели в покровной ткани.
Углекислый газ поступает в атмосферу Земли при дыхании живых организмов, в результате процессов горения, извержения вулканов, гниения, выбросов промышленных предприятий и транспорта. Ассимилируют углекислый газ фотосинтезирующие бактерии и зеленые растения. В итоге окисленное вещество — диоксид углерода переходит в максимально восстановленное вещество — глюкозу.
Биотические факторы представляют собой формы влияния на организм со стороны других живых организмов — влияние животных на растения, растений на животных, паразитарные отношения, влияние микроорганизмов и высших организмов друг на друга и т.д.
К биотическим факторам среды относится конкуренция.
Конкуренция может возникать как между особями одного вида (внутривидовая конкуренция), так и между особями разных видов (межвидовая конкуренция), ввиду ограниченности ресурсов внешней среды — пищи, света, воды, убежищ и т.
д. Внутривидовая конкуренция — один из механизмов регуляции численности популяций. Благодаря этому типу взаимоотношений складывается определенная зависимость между скоростью размножения особей в популяции и их смертностью.
Межвидовая конкуренция широко распространена в природе, поскольку на одной и той же территории обитают сразу несколько видов, которые оказывают давление друг на друга.
Если два вида вступают в конкурентные отношения за общие ресурсы среды, то один из них вытесняет другой. Исход конкурентной борьбы зависит от условий каждого конкретного местообитания. В одних условиях побеждает один вид, а в других — другой.
Конкуренция отсутствует, если виды занимают разные экологические ниши.
Еще один биотический фактор — это хищничество.
Хищники — это организмы, которые ловят, умерщвляют и поедают свою жертву сразу или по частям. Взаимоотношения хищник — жертва широко распространены в природе: в животном царстве хищники встречаются практически во всех типах, также существуют хищные грибы и растения (росянка, венерина мухоловка и др.).
Хищничество, так же как и конкуренция, служит механизмом регуляции численности популяций. В природе хищники в первую очередь уничтожают ослабленных или больных животных, что способствует обновлению популяции жертвы. Формой хищничества является каннибализм — поедание особей своего вида. Он встречается у насекомых, хищных рыб, паукообразных и т.д.
Паразитизм также относится к биотическим факторам.
Паразитизм — тип взаимоотношений между различными видами живых организмов, если один из них использует другого в качестве среды обитания.
Паразиты отмечены практически во всех таксономических группах организмов — облигатные внутриклеточные паразиты вирусы, паразитические бактерии, одноклеточные животные, целые классы среди беспозвоночных, низшие хордовые. Существуют паразитические грибы и высшие растения.
Паразиты выработали ряд специфических приспособлений, которые отличают их от свободноживущих представителей той же группы организмов. Это прежде всего наличие органов проникновения и фиксации в организме хозяина, размеры и форма тела, высокая репродуктивная способность, сложные циклы развития и т.д.
Популяционные взаимоотношения в системе паразит — хозяин достаточно сложны, но в конечном итоге также служат механизмом регуляции численности.
Симбиоз — явление, противоположное паразитизму.
Под симбиозом понимается взаимовыгодное сожительство двух или большего числа организмов. В симбиоз могут вступать бактерии, водоросли, грибы, одноклеточные организмы, высшие растения и животные. Примеры симбиоза многочисленны.
Это клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений; микориза — симбиоз почвенных грибов и корней высших растений; лишайники — симбиоз грибов и водорослей; жгутиконосцы, обитающие в кишечнике термитов; раки- отшельники и актинии и др.
В специальную группу биотических факторов выделяют антропогенные факторы. К антропогенным факторам относятся разнообразные формы деятельности человека, которые влияют на природу и сказываются на самом существовании организмов. Антропогенные факторы разнообразны по своей природе.
Человек разрушает естественные биотопы в процессе строительства городов, электростанций, плотин, дорог, в результате разработки месторождений полезных ископаемых, при ведении сельского хозяйства, вырубке лесов, осушении болот и т.д.
В результате хозяйственная деятельность человека приводит к изменению и сокращению ареалов видов, нарушению их популяционной структуры.
Происходит загрязнение окружающей среды побочными продуктами производства. К таким загрязняющим веществам относятся: сероводород, двуокись серы, соли тяжелых металлов (меди, свинца, цинка и пр.
), радионуклиды, побочные продукты нефтепереработки и т.д.
Особенно в районах с развитой промышленностью эти вещества могут вызывать гибель организмов и стимулировать развитие мутационного процесса, что в итоге может привести к экологической катастрофе.
Источник: https://scribble.su/ege/ege-2018-biology/115.html
Загрузка...
