21 Организм и среда Экологические факторы

21. Организм и среда. Экологические факторы

Как организм состоит из отдельных клеток, которые в сумме создают некое единство, обладающее новыми качествами, так и биосфера состоит из своих функциональных единиц – экосистем. Экосистема – это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и функционирующих как единое целое.

Итак, речь идёт об определённых группировках растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Такие системы существовали задолго до появления человека. По сути, биологическая история Земли – это история существования экосистем, взаимоотношения внутри которых и между которыми, собственно, и определяли эволюционный процесс. В отсутствие человека естественные природные экосистемы будут продолжать своё существование, даже порой, пожалуй, более успешно, чем при его вмешательстве. Поэтому, если мы хотим оставаться равноправными членами биосферы, нам надо обладать конкретными знаниями и соблюдать определённые правила.

Задачи экологии. Науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой называют экологией (от греч. oikos – дом, убежище, местопребывание и logos – наука, учение). Впервые термин «экология» в 1866 г. ввёл немецкий зоолог и эволюционист Эрнст Геккель.

– воздействие окружающей среды на растительные и животные организмы, популяции, виды и экосистемы;

– взаимодействия живых организмов друг с другом;

– структуру популяций и механизмы, определяющие численность особей в них;

– продуктивность экосистем и закономерности их функционирования;

– влияние экологических факторов на человека и воздействие человека на другие организмы, популяции, виды и экосистемы.

Важной проблемой, стоящей перед современными экологами и всем человечеством в целом, является сохранение природных экосистем и создание безотходных промышленных предприятий. По мере ускорения темпов научно-технического прогресса воздействие человечества на природу становится всё более сильным. Необходимо иметь возможность предсказывать последствия хозяйственной деятельности человека, создавать более продуктивные агроценозы, разумно использовать природные ресурсы. В последнее время в связи с негативными последствиями влияния человека на биосферу практическое значение экологии резко возрастает. Природоохранные мероприятия, решение многих производственных и научно-технических задач основываются на экологических знаниях и экологическом подходе.

Среда обитания и экологические факторы. С экологической точки зрения среда обитания – это часть природы, которая окружает живые организмы и оказывает на них прямое или косвенное воздействие. Живые организмы постоянно испытывают на себе влияние как факторов неживой природы, так и других организмов, вместе с которыми они обитают. Любой компонент среды, способный оказывать влияние на организмы, называют экологическим фактором. В ответ на действие факторов внешней среды у организмов в процессе естественного отбора вырабатываются приспособительные реакции, которые позволяют им выживать и оставлять потомство.

Различают три группы экологических факторов: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы – это элементы неживой природы, воздействующие на живой организм. К ним относят такие характеристики неживой природы, как свет, температуру, влажность, химический состав воды, воздуха, почвы, давление, рельеф местности, ветер, водные течения, приливы и отливы, смену времён года и многие другие.

Биотические факторы – это все виды влияния на организмы со стороны других живых организмов. Такое воздействие может быть прямым, например, если хищник съедает свою жертву, или косвенным, если один организм изменяет среду обитания другого организма.

Антропогенные факторы – это все формы человеческой деятельности, которые оказывают воздействие на живую природу. На протяжении истории человечества значение этой группы факторов неуклонно возрастает.

Закономерности влияния экологических факторов на организмы. Большинство экологических факторов постоянно изменяются во времени и пространстве. Причём эта изменчивость может быть регулярной, периодической (например, смена суточной освещённости, сезонные изменения температуры, приливы и отливы, уменьшение количества кислорода при подъёме в горы и т. д.) или нерегулярной (изменения погоды, наводнение, лесной пожар).

Степень воздействия любого фактора на живые организмы зависит от его интенсивности и от того, как в данный момент действуют остальные факторы. Например, в морозы животные могут замерзать при нехватке корма и нормально себя чувствовать, если пищи достаточно. При низкой влажности воздуха человек значительно легче переносит жару.

На организм одновременно влияют многочисленные и разнообразные факторы среды, и у каждого вида существуют свои пределы выносливости по отношению к их воздействию. Например, лишайники выдерживают колебания температуры от -70 до +60 °С, а некоторые виды океанических рыб способны существовать только при температуре от -2 до +2 °С. При 0 °С у таких рыб обмен веществ идёт наиболее интенсивно, а при температуре более 2 °С рыбы перестают двигаться и впадают в тепловое оцепенение. То значение фактора, которое наиболее благоприятно для жизнедеятельности, роста и размножения организмов, называют оптимальным или зоной оптимума. Диапазон изменчивости фактора, в пределах которого возможна жизнедеятельность организмов, называют диапазоном выносливости. Крайние значения фактора, за которыми условия становятся непригодными для жизни и вызывают гибель организмов, – это пределы выносливости. Между зоной оптимума и крайними точками находятся зоны угнетения, или стрессовые зоны, которые характеризуются увеличением или уменьшением действия фактора, что ухудшает жизнедеятельность особей (рис. 65).

Некое растение может чувствовать себя наиболее комфортно при температуре +24 °С (точка оптимума), продолжать активно расти в диапазоне температур от +20 до +28 °С, испытывать угнетение при дальнейшем изменении температуры в сторону её увеличения или уменьшения и в конце концов погибнуть, если температура опустится ниже +5 °С или поднимется выше +38 °С.

Рис. 65. Действие экологического фактора на организм

Для каждого вида организмов существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы выносливости в отношении каждого фактора среды.

Виды могут существенно различаться с точки зрения оптимальных условий и пределов выносливости. Например, количество воды, оптимальное для одного вида, вызовет стресс у другого и приведёт к гибели третий. Некоторые растения вообще не переносят заморозков, другие способны выживать при небольших холодах, а, например, даурская лиственница в Сибири выдерживает морозы до -70 °С.

По отношению к факторам среды различают холодо– и теплолюбивые виды, влаго– и сухолюбивые, светолюбивые и теневыносливые. Некоторые организмы способны существовать в очень широком диапазоне изменчивости факторов, такие виды распространены повсеместно. Другим же для нормальной жизнедеятельности необходим очень строгий узкий диапазон условий, например некоторые зелёные водоросли способны существовать только при температуре 0 °С.

Все факторы среды действуют совместно, поэтому, если интенсивность одного из них отклоняется от оптимальной величины, организмы начинают испытывать угнетение, несмотря на присутствие остальных факторов. Как бы мы ни поливали и ни подкармливали теплолюбивое растение, если температура снизится до 0 °С, оно погибнет. В данном примере температура является ограничивающим фактором для растения. Впервые на существование ограничивающих, или лимитирующих, факторов обратил внимание немецкий химик Юстус Либих (1803–1873). Он сформулировал закон, который называют законом минимума Либиха: даже единственный фактор за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию и в пределе – к гибели организма. Лимитирующие факторы определяют границы ареала распространения того или иного вида (рис. 66). Например, при наличии оптимальной температуры, света и влажности крапива будет расти только на почвах, богатых азотом. Следовательно, в данных условиях лимитирующим фактором для этих растений служит количество азота.

Рис. 66. Глубина снежного покрова – ограничивающий фактор в распространении оленей

Все факторы окружающей среды, которые воздействуют на представителей определённого вида, взаимосвязаны между собой, поэтому в процессе эволюции организмы приспосабливаются не к каждому фактору в отдельности, а сразу к целому их комплексу. Совокупность всех факторов, которая требуется для существования вида, называют экологической нишей.

Вопросы для повторения и задания

1. Расскажите о задачах экологии.

2. Какие экологические факторы вы знаете?

3. Сформулируйте закон минимума Либиха.

4. Поясните, каким образом может проявиться ограничивающее действие фактора среды.

5. Что такое экологическая ниша? Охарактеризуйте экологическую нишу хорошо известного вам вида.

Подумайте! Выполните!

1. Объясните происхождение слова «экология».

2. Может ли жизнедеятельность организмов ограничиваться фактором, находящимся в избытке? Докажите ваше мнение.

3. Оцените работу местных средств массовой информации (СМИ) (радио, телевидение, журналы, газеты, интернет-ресурсы) как достоверных источников информации об экологическом состоянии вашего региона.

4. Объясните, в чём некорректность словосочетания «плохая экология». Какой смысл вкладывают в него люди, его использующие, и что реально обозначает это словосочетание?

5. В русском языке существует поговорка: «Кашу маслом не испортишь», – которую применяют и к некоторым хозяйственным делам. Противоречит ли эта поговорка закономерностям влияния экологических факторов на организмы? Объясните свою точку зрения.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

6.2. Современные экологические катастрофы

6.2. Современные экологические катастрофы То, что глобальный экологический кризис является обратной стороной НТР, подтверждает тот факт, что именно те достижения научно-технического прогресса, которые послужили отправной точкой объявления о наступлении НТР, привели и к

Экологические аспекты социального обучения

Экологические аспекты социального обучения Социальное обучение играет заметную роль в таких важных аспектах естественной жизни животных как выбор диеты, избегание хищников, выбор полового партнера.При выборе пищи действуют такие составляющие поведения как врожденное

ПРИРОДНЫЕ СООБЩЕСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА

ПРИРОДНЫЕ СООБЩЕСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА 1. Экология – это наука, изучающая:A. Растительный мирБ. Животный мирB. Неживую природуГ. Условия обитания живых организмов и их взаимовлияние друг на друга2. Биотические факторы – это:A. СветБ. Воздушная

2.4. Влияние вирусов на организм человека

2.4. Влияние вирусов на организм человека Большую группу паразитов человека, животных и растений образуют вирусы. Они могут вызывать ряд тяжелых заболеваний, таких как натуральная и ветряная оспа, полиомиелит и др. Вирусы изучаются специальной наукой –

Сообщество превращается в организм

Сообщество превращается в организм «Планета микробов» жила и успешно развивалась в течение миллиарда или более лет, и за это время ее микроскопические обитатели добились немалых успехов. Высшим достижением этого этапа эволюции стали сложные микробные сообщества —

11.3. Экологические факторы

11.3. Экологические факторы Факторы, которые обусловливают существование организмов в условиях данной среды, получили название экологических факторов. Они определяются как внешними условиями данной среды, так и влиянием других организмов, существующих в

Читайте:  Сборник о природе названия

Глава 2. ОРГАНИЗМ И СРЕДА. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

Глава 2. ОРГАНИЗМ И СРЕДА. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ 2.1. Экологические факторы Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое

2.1. Экологические факторы

2.1. Экологические факторы Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое существо живет в сложном, меняющемся мире, постоянно

Глава 3. Организм

Глава 3. Организм ТЕМЫ• Организм – единое целое. Многообразие организмов• Обмен веществ и превращение энергии• Размножение• Индивидуальное развитие (онтогенез)• Наследственность и изменчивость• Основы селекции. БиотехнологияМысленно поднимаясь по лестнице

15. Организм – единое целое. Многообразие организмов

15. Организм – единое целое. Многообразие организмов Вспомните!В чём сходство и принципиальное отличие между одноклеточными и многоклеточными организмами?Какие одноклеточные организмы вам известны?Особь, или индивидуум (от лат. individuum – неделимое), – это неделимая

1. Влияние внешней среды на организм собаки

1. Влияние внешней среды на организм собаки Собака требует для своей жизни определенных условий среды, приспособленность к которым была выработана в течение всей истории ее породы. Среда, в которой живет собака, многообразна и изменчива. Условия внешней среды влияют на

Глава 2 Когда и почему заболевает здоровый организм?

Глава 2 Когда и почему заболевает здоровый организм? Некоторых вещей мы ожидаем более нетерпеливо, нежели прогресса, – неважно, говорим ли мы о времени, прошедшем с эпохи Арди или со вчерашнего дня. Один из самых простых показателей прогресса – это качество и

Экологические группы грибов

Экологические группы грибов Экологические группы грибов — понятие не таксономическое. В процессе эволюции у грибов, характеризующихся развитым генетическим и биохимическим адаптивным аппаратом, сложились тесные взаимосвязи с автотрофными организмами. Это в основном

Источник



Факторы неживой природы: определение и примеры. Влияние факторов неживой природы на жизнь человека

Экология – одна из основных составляющих биологии, которая изучает взаимодействие окружающей среды с организмами. Среда включает в себя разные факторы живой и неживой природы. Они могут быть как физическими, так и химическими. В числе первых можно назвать температуру воздуха, солнечные лучи, воду, структуру почвы и толщину ее слоя. К факторам неживой природы относятся также составы почвы, воздуха и растворяющихся в воде веществ. Кроме того, существуют еще и биологические факторы — организмы, которые обитают в такой местности. Об экологии впервые стали говорить в 60-х годах прошлого века, возникла она из такой дисциплины, как естественная история, которая занималась наблюдениями за организмами и их описанием. Далее в статье будут описаны различные явления, формирующие окружающую среду. Выясним также, что такое факторы неживой природы.

Общая информация

Для начала определим, почему организмы обитают именно в определенных местах. Этим вопросом задались натуралисты во время исследования земного шара, когда они составляли список всех живых существ. Тогда было выявлено две характерные черты, которые наблюдались по всей территории. Первая – в каждой новой области определяются новые виды, которые не обнаруживались ранее. Они пополняют список официально зарегистрированных. Второе – независимо от растущего числа видов, существует несколько основных типов организмов, которые сосредоточены в одном месте. Так, биомы – это крупные сообщества, которые обитают на суше. Каждая группа имеет свою структуру, в которой доминирует растительность. Но почему в разных частях земного шара, даже находящихся на огромном расстоянии друг от друга, можно встретить похожие группы организмов? Давайте разбираться.

Человек

В Европе и Америке бытует мнение, что человек создан, чтобы покорять природу. Но на сегодняшний день стало ясно, что люди — составляющая часть среды обитания, а не наоборот. Поэтому общество выживет только в том случае, если будет жива природа (растения, бактерии, грибы и животные). Главной задачей человечества является сохранение экосистемы Земли. Но для того, чтобы решить, как не следует поступать, нам необходимо изучить законы взаимодействия организмов. Факторы неживой природы имеют особое значение в жизни человека. Например, ни для кого не секрет, как важна солнечная энергия. Она обеспечивает стабильное протекание многих процессов в растениях, в том числе и культурных. Их выращивает человек, обеспечивая себя едой.

Экологические факторы неживой природы

В областях, которые имеют неизменный климат, обитают биомы одного типа. Какие факторы неживой природы вообще существуют? Выясним это. Растительность определяется за счет климата, а облик сообщества – за счет растительности. Фактором неживой природы является солнце. Рядом с экватором лучи вертикально падают на землю. За счет этого тропические растения получают больше ультрафиолета. Интенсивность лучей, которые падают в высоких широтах Земли, слабее, нежели вблизи экватора.

Солнце

Необходимо заметить, что за счет наклона земной оси в разных областях температура воздуха меняется. Кроме тропиков. Солнце отвечает за температуру среды. Например, за счет вертикальных лучей, в тропических областях постоянно держится жара. В таких условиях рост растений ускоряется. На видовое разнообразие той или иной территории оказывают влияние температурные колебания.

Влажность

Факторы неживой природы взаимосвязаны друг с другом. Так, влажность зависит от количества полученного ультрафиолета и от температуры. Теплый воздух сохраняет водяные пары лучше, нежели холодный. Во время охлаждения воздуха, 40 % влаги конденсируется, опускаясь на землю в виде росы, снега либо дождя. В области экватора теплые воздушные потоки поднимаются, прореживаются, а затем охлаждаются. В результате этого на некоторых территориях, которые расположены вблизи экватора, осадки выпадают в огромном количестве. Примерами можно считать бассейн Амазонки, который находится в Южной Америке, и бассейн реки Конго в Африке. За счет большого количества осадков здесь существуют тропические леса. В областях, где воздушные массы рассасываются к северу и югу одновременно, и воздух, охлаждаясь, вновь опускается на землю, протянулись пустыни. Далее к северу и к югу, в широтах США, Азии и Европы, постоянно меняется погода — за счет сильных ветров (иногда со стороны тропиков, а иногда — с полярной, холодной стороны).

Почва

Третьим фактором неживой природы является почва. Она имеет сильное воздействие на распределение организмов. Она формируется на основе разрушенной коренной породы с добавлением органических веществ (мертвых растений). Если отсутствует необходимое количество минералов, растение будет плохо развиваться, в дальнейшем может вовсе умереть. Почва имеет особое значение в сельскохозяйственной деятельности человека. Как известно, люди выращивают различные культуры, которые затем употребляют в пищу. Если состав почвы будет неудовлетворительным, то, соответственно, растения не смогут получить все необходимые вещества из нее. А это, в свою очередь, приведет к потерям урожая.

Факторы живой природы

Любое растение развивается не отдельно, а взаимодействуя с иными представителями среды. Среди них грибы, животные, растения и даже бактерии. Связь между ними может быть самая разная. Начиная от приносящей пользы друг другу и заканчивая отрицательным влиянием на тот или иной организм. Симбиоз – это модель взаимодействия между разнообразными особями. В народе этот процесс называют «сожительством» разных организмов. Немаловажное значение в этих отношениях имеют факторы неживой природы.

Примеры

Взаимовыгодными и положительными связями можно считать отношения между корнями растений высшего уровня и грибницами подберезовика и березы, а также осины и подосиновика. Еще таким примером является азотфиксирующая клубеньковая бактерия и бобовое растение. Также необходимо выделить животных. Показательным примером такого сосуществования можно назвать воловью птицу и млекопитающих. Пернатая особь обитает в Африке. Там практически всю жизнь она проводит возле растительноядных млекопитающих, выклевывая из их шкуры паразитов. Таким образом, птица всегда сыта, а животных не мучают вредители. Факторы неживой природы: свет, вода, место обитания и питательные вещества — становятся причиной конкуренции в отношении ресурсов окружающей среды между особями некоторых видов. Что это значит? В этом случае возможность употреблять некоторые ресурсы есть только у определенных организмов. Примером конкуренции можно назвать сосновый лес. Здесь деревья разных возрастов «сражаются» за свет. Растения, которые разрастаются быстро, закрывают медленнорастущим насаждениям выход к солнечным лучам, что может спровоцировать их гибель.

Межвидовая конкуренция

В мире постоянно идет борьба между организмами одной группы с одинаковыми требованиями к условиям окружающей среды. Например, в смешанном лесу дуб может конкурировать с грабом. Разные организмы могут негативно влиять друг на друга за счет активных веществ, которые они выделяют в воду, воздух. Эти факторы неживой природы могут замедлить процесс роста других растений или спровоцировать гибель организма в общем. Повилика, заразиха, петров крест – это самые популярные виды паразитов среди растений. Паразитические бактерии могут стать причиной болезни представителей флоры. Для некоторых животных ткани живых растений являются пищей. Взять, к примеру, грызунов, клещей и различных насекомых. Все они считаются растительноядными. На пастбищах животные едят определенные растения: они избегают травы с горьким вкусом и безошибочно определяют, какой представитель флоры является ядовитым. Или вот еще пример: плющ, обвивая ствол своей «жертвы», тянет из него все соки. А вот орхидея, располагаясь на ветках деревьев, никакого вреда не приносит, используя растение в качестве места обитания. В природе все взаимосвязано. И ее нужно беречь, ибо она напрямую влияет на деятельность человека.

Источник

Глава 2. Факторы среды

Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова
Основы общей экологии
Учебное пособие. М.: Университетская книга, 2005.

Глава 2. Факторы среды

2.1. Классификация факторов среды

Факторы среды делятся на абиотические, то есть факторы неорганической, или неживой, природы, и биотические – порожденные жизнедеятельностью организмов.

Совокупность абиотических факторов в пределах однородного участка называется экотопом, вся совокупность факторов, включая биотические, – биотопом.

К абиотическим факторам относятся:

1. климатические – свет, тепло, воздух, вода (включая осадки в различных формах и влажность воздуха), ветер;

2. эдафические, или почвенно‑грунтовые, – механический и химический состав почвы, ее водный и температурный режим;

3. топографические – условия рельефа.

Климатические и эдафические факторы во многом определяются географическим положением экотопа – его удаленностью от экватора и от океана и высотой над уровнем моря.

Читайте:  Природа мой дом картинки рисунки

Специфические абиотические факторы в водных экосистемах – глубина водной толщи, характер грунта на дне водоема, химический состав, прозрачность и температура воды, течение (или волны).

Абиотические факторы разделяются на прямые и косвенные.

Прямые факторы непосредственно влияют на организмы. Их примеры: влажность почвы и воздуха, температура, свет, богатство почвы и воды элементами минерального питания, скорость течения воды и др.

Косвенные факторы действуют на организмы опосредствованно – через прямые факторы. Их примеры: географическая широта и удаленность от океана, рельеф (высота над уровнем моря и экспозиция склона), гранулометрический состав почвы, прозрачность воды.

По градиенту географической широты с севера на юг в силу изменения угла падения солнечного света возрастает количество энергии Солнца, поступающей на единицу поверхности Земли, при удалении от океана – падает количество осадков. Эти закономерности известны с конца XVIII столетия, а в начале ХХ столетия стали популярными схемы «идеальных материков» с координатами «расстояние от экватора/расстояние от океана» или среднегодовая температура и среднегодовое количество осадков (рис. 1). На «идеальном материке» показано распределение биомов – крупных экологических вариантов экосистем (см. 11.7). Для европейской части России была построена профильная схема изменения экологических факторов от Северного ледовитого океана до зоны пустыни (рис. 2).

Рис. 1. Схема распределения биомов на «идеальном континенте» в зависимости от основных климатических параметров (по Волобуеву, 1956).

Рис. 2. Схема изменения основных экологических факторов на профиле «тундра – пустыня» в европейской части России.

С подъемом в горы также изменяется климат (количество осадков и температурный режим); экспозиция и крутизна склона влияют на интенсивность прогревания поверхности почвы и режим ее увлажнения. В среднем с повышением высоты над уровнем моря на 100 м среднегодовая температура уменьшается на 0,5°C, однако изменения климата на этом градиенте зависят от географической широты и удаленности от океана: широтный, долготный и высотный градиенты взаимодействуют.

Так нижняя граница леса в южных районах (Кавказ, Тянь‑Шань) проходит на высоте около 2000 м, а в лесной зоне средней полосы лесной пояс начинается «от нуля». Велики различия климата, связанные с экспозицией, от которой зависит интенсивность поступления на поверхность солнечной энергии. Климатические пояса и соответствующие им пояса растительности всегда «наклонены» на север. В степной зоне пояс леса на северных склонах спускается на 100–200 м ниже, чем на южных, а в зоне пустынь по южным склонам леса нет вообще.

В горах Санта‑Каталина Р. Уиттекером (1980) было изучено распределение экосистем в зависимости от высоты над уровнем моря и экспозиции («градиента топографического увлажнения»). По хорошо прогреваемым южным склонам все типы экосистем поднимаются выше, чем по холодным северным (рис. 3).

Рис. 3. Распределение основных типов экосистем в зависимости от высоты над уровнем моря и экспозиции в горах Санта‑Котолина (по Уиттекеру, 1980).

Гранулометрический состав почвы влияет на растения и почвенную фауну через режим увлажнения и динамику питательных элементов.

Биотические факторы являются следствием взаимоотношений организмов. Для растений – это конкуренция, влияние животных (фитофаги, паразиты, опылители, распространители плодов и семян), грибов (микоризные, паразитические), бактерий (азотфиксирующие и болезнетворные), вирусов. Для животных – это конкуренция, влияние хищников, патогенных микроорганизмов, растений (для фитофагов).

Факторы, связанные с влиянием человека, выделяются в отдельную группу антропогенных. К наиболее существенным антропогенным факторам относятся следующие: химическое загрязнение воды, атмосферы и почвы, техногенное нарушение экосистем при разработке полезных ископаемых, выпас скота, рекреационное влияние, промысел животных (включая лов рыбы), заготовка растительного сырья. Особую роль человек играет как агент переселения видов из одного района в другой. Биологические инвазии, спровоцированные человеком, в настоящее время приняли катастрофические масштабы (см. 12.9).

В настоящее время роль антропогенных факторов резко возросла, и потому изучение последствий их влияния и разработка способов регулирования отношений человека и природы являются важнейшими проблемами прикладной экологии (инвайронменталистики).

Источник

§ 2. Среды жизни живых организмов

1. Что такое среда обитания и условия существования?

Все, что окружает организм и прямо или косвенно влияет на его жизнедеятельность, рост, развитие, размножение, называется окружающей средой или средой обитания.

Совокупность необходимых организму элементов среды, без которых он не может существовать, называется условиями существования или условиями жизни.

2. Что называется экологическими факторами? Какие группы экологических факторов выделяют?

Из биологии 6-го класса вы помните, что отдельные элементы или свойства среды называются факторами среды или экологическими факторами.

Выделяют три группы факторов: факторы неживой природы, факторы живой природы (влияние одних организмов на другие) и деятельность человека (влияние человека на организмы).

Факторы неживой природы — это свет, вода, воздух, температура и др. Они оказывают существенное влияние на жизнь организмов и границы их распространения.

Факторы живой природы — это любые взаимодействия живых организмов, как положительные, так и отрицательные. Например, поедание одних организмов другими (лоси питаются растениями, лисицы — мышами) или использование одних в качестве площадки для жизни других (птицы строят гнезда на деревьях) и т. д.

Влияние человека — это все формы деятельности человека, которые приводят к истреблению видов растений и животных или воздействуют на естественную среду, изменяя условия обитания живых организмов (вырубка лесов, распахивание лугов, изменение русла и уровня воды в реках, создание искусственных водоемов и т. п.).

3. Какие свойства характерны для наземно-воздушной среды?

Наземно-воздушная среда характеризуется низкой плотностью воздуха, обилием света, быстрым изменением температуры, переменной влажностью. Поэтому организмы, обитающие в наземно-воздушной среде, имеют хорошо развитые опорные структуры — наружный или внутренний скелет у животных, специальные структуры у растений. Многие животные имеют органы передвижения по земле — конечности либо крылья для полета. Благодаря развитым органам зрения они хорошо видят. Сухопутные организмы имеют приспособления, которые защищают их от колебаний температуры и влажности (например, специальные покровы тела, устройство гнезд, нор). У растений хорошо развиты корни, стебель, листья.

4. Почему считают, что наземно-воздушная среда жизни более сложная, чем водная или почвенная?

Наземно-воздушная среда жизни считается более сложная потому, что совокупность необходимых организму элементов среды, без которых он не может существовать (или условия жизни) более сложные, переменчивые, иногда более суровые, а факторы среды или экологические факторы, оказывают более существенное влияние на живые организмы, чем в иных средах обитания. Т.е., например, организмам в наземно-воздушной среде требуются более развитые опорные структуры, конечности, органы зрения, более сложные защитные механизмы. В других средах, для сравнения, нет резких перепадов или колебаний температур, отсутствует свет или вовсе защищены от воздействия факторов внешней среды и, как следствие, организмы могут иметь упрощенное строение организма.

5. В чем состоят особенности организмов, живущих внутри других организмов? Приведите примеры организмов, среда обитания которых — другой организм.

Организмы, живущие в телах других организмов, защищены от воздействия факторов внешней среды. Их окружает обилие пищи. Они малоподвижны. Поэтому у таких организмов упрощенное строение, а некоторые органы могут вообще отсутствовать.

Пример организмов, среда обитания которых – другой организм: печеночный сосальщик или бычий цепень. Могут обитать в организме теплокровных животных и человека.

6. Как вы считаете, почему организмы, живущие в наземно-воздушной среде, более многообразны, чем обитатели водной среды?

Организмы, живущие в наземно-воздушной среде более многообразны, чем обитатели водной среды потому, что на них воздействует больше факторов и процессов окружающей среды. Т.е. их жизнедеятельность, размножение, рост и развитие происходят в более сложных условиях, что не могло не повлиять на их внешний вид и особенности строения.

7. Приведите пример влияния температуры на живые организмы. Как разные виды приспосабливаются к этому фактору? При необходимости обратитесь к Интернет-источникам.

Человек – постоянная температура тела, независимо от температуры окружающей среды.

Бурый медведь – в активном состоянии температура тела постоянная, в период зимней спячки температура тела равна температуре окружающей среды.

Змеи, лягушки – температура тела регулируется слабо, зависит от температуры окружающей среды. При движении может отличаться на один-два градуса.

Пример адаптации: в зимний период впадают в анабиоз, замерзают в прямом смысле, прекращается кровообращение, дыхание, сердцебиение останавливается, а весной оттаивает и возвращается к активному образу жизни.

Источник

21. Организм и среда. Экологические факторы

Как организм состоит из отдельных клеток, которые в сумме создают некое единство, обладающее новыми качествами, так и биосфера состоит из своих функциональных единиц – экосистем. Экосистема – это совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и функционирующих как единое целое.

Итак, речь идёт об определённых группировках растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Такие системы существовали задолго до появления человека. По сути, биологическая история Земли – это история существования экосистем, взаимоотношения внутри которых и между которыми, собственно, и определяли эволюционный процесс. В отсутствие человека естественные природные экосистемы будут продолжать своё существование, даже порой, пожалуй, более успешно, чем при его вмешательстве. Поэтому, если мы хотим оставаться равноправными членами биосферы, нам надо обладать конкретными знаниями и соблюдать определённые правила.

Задачи экологии. Науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой называют экологией (от греч. oikos – дом, убежище, местопребывание и logos – наука, учение). Впервые термин «экология» в 1866 г. ввёл немецкий зоолог и эволюционист Эрнст Геккель.

– воздействие окружающей среды на растительные и животные организмы, популяции, виды и экосистемы;

– взаимодействия живых организмов друг с другом;

– структуру популяций и механизмы, определяющие численность особей в них;

– продуктивность экосистем и закономерности их функционирования;

– влияние экологических факторов на человека и воздействие человека на другие организмы, популяции, виды и экосистемы.

Важной проблемой, стоящей перед современными экологами и всем человечеством в целом, является сохранение природных экосистем и создание безотходных промышленных предприятий. По мере ускорения темпов научно-технического прогресса воздействие человечества на природу становится всё более сильным. Необходимо иметь возможность предсказывать последствия хозяйственной деятельности человека, создавать более продуктивные агроценозы, разумно использовать природные ресурсы. В последнее время в связи с негативными последствиями влияния человека на биосферу практическое значение экологии резко возрастает. Природоохранные мероприятия, решение многих производственных и научно-технических задач основываются на экологических знаниях и экологическом подходе.

Читайте:  Я люблю природу картинка для детей

Среда обитания и экологические факторы. С экологической точки зрения среда обитания – это часть природы, которая окружает живые организмы и оказывает на них прямое или косвенное воздействие. Живые организмы постоянно испытывают на себе влияние как факторов неживой природы, так и других организмов, вместе с которыми они обитают. Любой компонент среды, способный оказывать влияние на организмы, называют экологическим фактором. В ответ на действие факторов внешней среды у организмов в процессе естественного отбора вырабатываются приспособительные реакции, которые позволяют им выживать и оставлять потомство.

Различают три группы экологических факторов: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы – это элементы неживой природы, воздействующие на живой организм. К ним относят такие характеристики неживой природы, как свет, температуру, влажность, химический состав воды, воздуха, почвы, давление, рельеф местности, ветер, водные течения, приливы и отливы, смену времён года и многие другие.

Биотические факторы – это все виды влияния на организмы со стороны других живых организмов. Такое воздействие может быть прямым, например, если хищник съедает свою жертву, или косвенным, если один организм изменяет среду обитания другого организма.

Антропогенные факторы – это все формы человеческой деятельности, которые оказывают воздействие на живую природу. На протяжении истории человечества значение этой группы факторов неуклонно возрастает.

Закономерности влияния экологических факторов на организмы. Большинство экологических факторов постоянно изменяются во времени и пространстве. Причём эта изменчивость может быть регулярной, периодической (например, смена суточной освещённости, сезонные изменения температуры, приливы и отливы, уменьшение количества кислорода при подъёме в горы и т. д.) или нерегулярной (изменения погоды, наводнение, лесной пожар).

Степень воздействия любого фактора на живые организмы зависит от его интенсивности и от того, как в данный момент действуют остальные факторы. Например, в морозы животные могут замерзать при нехватке корма и нормально себя чувствовать, если пищи достаточно. При низкой влажности воздуха человек значительно легче переносит жару.

На организм одновременно влияют многочисленные и разнообразные факторы среды, и у каждого вида существуют свои пределы выносливости по отношению к их воздействию. Например, лишайники выдерживают колебания температуры от -70 до +60 °С, а некоторые виды океанических рыб способны существовать только при температуре от -2 до +2 °С. При 0 °С у таких рыб обмен веществ идёт наиболее интенсивно, а при температуре более 2 °С рыбы перестают двигаться и впадают в тепловое оцепенение. То значение фактора, которое наиболее благоприятно для жизнедеятельности, роста и размножения организмов, называют оптимальным или зоной оптимума. Диапазон изменчивости фактора, в пределах которого возможна жизнедеятельность организмов, называют диапазоном выносливости. Крайние значения фактора, за которыми условия становятся непригодными для жизни и вызывают гибель организмов, – это пределы выносливости. Между зоной оптимума и крайними точками находятся зоны угнетения, или стрессовые зоны, которые характеризуются увеличением или уменьшением действия фактора, что ухудшает жизнедеятельность особей (рис. 65).

Некое растение может чувствовать себя наиболее комфортно при температуре +24 °С (точка оптимума), продолжать активно расти в диапазоне температур от +20 до +28 °С, испытывать угнетение при дальнейшем изменении температуры в сторону её увеличения или уменьшения и в конце концов погибнуть, если температура опустится ниже +5 °С или поднимется выше +38 °С.

Рис. 65. Действие экологического фактора на организм

Для каждого вида организмов существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы выносливости в отношении каждого фактора среды.

Виды могут существенно различаться с точки зрения оптимальных условий и пределов выносливости. Например, количество воды, оптимальное для одного вида, вызовет стресс у другого и приведёт к гибели третий. Некоторые растения вообще не переносят заморозков, другие способны выживать при небольших холодах, а, например, даурская лиственница в Сибири выдерживает морозы до -70 °С.

По отношению к факторам среды различают холодо– и теплолюбивые виды, влаго– и сухолюбивые, светолюбивые и теневыносливые. Некоторые организмы способны существовать в очень широком диапазоне изменчивости факторов, такие виды распространены повсеместно. Другим же для нормальной жизнедеятельности необходим очень строгий узкий диапазон условий, например некоторые зелёные водоросли способны существовать только при температуре 0 °С.

Все факторы среды действуют совместно, поэтому, если интенсивность одного из них отклоняется от оптимальной величины, организмы начинают испытывать угнетение, несмотря на присутствие остальных факторов. Как бы мы ни поливали и ни подкармливали теплолюбивое растение, если температура снизится до 0 °С, оно погибнет. В данном примере температура является ограничивающим фактором для растения. Впервые на существование ограничивающих, или лимитирующих, факторов обратил внимание немецкий химик Юстус Либих (1803–1873). Он сформулировал закон, который называют законом минимума Либиха: даже единственный фактор за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию и в пределе – к гибели организма. Лимитирующие факторы определяют границы ареала распространения того или иного вида (рис. 66). Например, при наличии оптимальной температуры, света и влажности крапива будет расти только на почвах, богатых азотом. Следовательно, в данных условиях лимитирующим фактором для этих растений служит количество азота.

Рис. 66. Глубина снежного покрова – ограничивающий фактор в распространении оленей

Все факторы окружающей среды, которые воздействуют на представителей определённого вида, взаимосвязаны между собой, поэтому в процессе эволюции организмы приспосабливаются не к каждому фактору в отдельности, а сразу к целому их комплексу. Совокупность всех факторов, которая требуется для существования вида, называют экологической нишей.

Вопросы для повторения и задания

1. Расскажите о задачах экологии.

2. Какие экологические факторы вы знаете?

3. Сформулируйте закон минимума Либиха.

4. Поясните, каким образом может проявиться ограничивающее действие фактора среды.

5. Что такое экологическая ниша? Охарактеризуйте экологическую нишу хорошо известного вам вида.

Подумайте! Выполните!

1. Объясните происхождение слова «экология».

2. Может ли жизнедеятельность организмов ограничиваться фактором, находящимся в избытке? Докажите ваше мнение.

3. Оцените работу местных средств массовой информации (СМИ) (радио, телевидение, журналы, газеты, интернет-ресурсы) как достоверных источников информации об экологическом состоянии вашего региона.

4. Объясните, в чём некорректность словосочетания «плохая экология». Какой смысл вкладывают в него люди, его использующие, и что реально обозначает это словосочетание?

5. В русском языке существует поговорка: «Кашу маслом не испортишь», – которую применяют и к некоторым хозяйственным делам. Противоречит ли эта поговорка закономерностям влияния экологических факторов на организмы? Объясните свою точку зрения.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

6.2. Современные экологические катастрофы

6.2. Современные экологические катастрофы То, что глобальный экологический кризис является обратной стороной НТР, подтверждает тот факт, что именно те достижения научно-технического прогресса, которые послужили отправной точкой объявления о наступлении НТР, привели и к

Экологические аспекты социального обучения

Экологические аспекты социального обучения Социальное обучение играет заметную роль в таких важных аспектах естественной жизни животных как выбор диеты, избегание хищников, выбор полового партнера.При выборе пищи действуют такие составляющие поведения как врожденное

ПРИРОДНЫЕ СООБЩЕСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА

ПРИРОДНЫЕ СООБЩЕСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА 1. Экология – это наука, изучающая:A. Растительный мирБ. Животный мирB. Неживую природуГ. Условия обитания живых организмов и их взаимовлияние друг на друга2. Биотические факторы – это:A. СветБ. Воздушная

2.4. Влияние вирусов на организм человека

2.4. Влияние вирусов на организм человека Большую группу паразитов человека, животных и растений образуют вирусы. Они могут вызывать ряд тяжелых заболеваний, таких как натуральная и ветряная оспа, полиомиелит и др. Вирусы изучаются специальной наукой –

Сообщество превращается в организм

Сообщество превращается в организм «Планета микробов» жила и успешно развивалась в течение миллиарда или более лет, и за это время ее микроскопические обитатели добились немалых успехов. Высшим достижением этого этапа эволюции стали сложные микробные сообщества —

11.3. Экологические факторы

11.3. Экологические факторы Факторы, которые обусловливают существование организмов в условиях данной среды, получили название экологических факторов. Они определяются как внешними условиями данной среды, так и влиянием других организмов, существующих в

Глава 2. ОРГАНИЗМ И СРЕДА. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

Глава 2. ОРГАНИЗМ И СРЕДА. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ 2.1. Экологические факторы Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое

2.1. Экологические факторы

2.1. Экологические факторы Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое существо живет в сложном, меняющемся мире, постоянно

Глава 3. Организм

Глава 3. Организм ТЕМЫ• Организм – единое целое. Многообразие организмов• Обмен веществ и превращение энергии• Размножение• Индивидуальное развитие (онтогенез)• Наследственность и изменчивость• Основы селекции. БиотехнологияМысленно поднимаясь по лестнице

15. Организм – единое целое. Многообразие организмов

15. Организм – единое целое. Многообразие организмов Вспомните!В чём сходство и принципиальное отличие между одноклеточными и многоклеточными организмами?Какие одноклеточные организмы вам известны?Особь, или индивидуум (от лат. individuum – неделимое), – это неделимая

1. Влияние внешней среды на организм собаки

1. Влияние внешней среды на организм собаки Собака требует для своей жизни определенных условий среды, приспособленность к которым была выработана в течение всей истории ее породы. Среда, в которой живет собака, многообразна и изменчива. Условия внешней среды влияют на

Глава 2 Когда и почему заболевает здоровый организм?

Глава 2 Когда и почему заболевает здоровый организм? Некоторых вещей мы ожидаем более нетерпеливо, нежели прогресса, – неважно, говорим ли мы о времени, прошедшем с эпохи Арди или со вчерашнего дня. Один из самых простых показателей прогресса – это качество и

Экологические группы грибов

Экологические группы грибов Экологические группы грибов — понятие не таксономическое. В процессе эволюции у грибов, характеризующихся развитым генетическим и биохимическим адаптивным аппаратом, сложились тесные взаимосвязи с автотрофными организмами. Это в основном

Источник