Как се нарича най-добрата комбинация от условия на живот? Екологични фактори на околната среда

1. Топографските фактори на околната среда включват...

надморска височина на популациите на организмите

Решение:
Топография (от гръцки "topos" - място, област; "grapho" - писане) - повърхността на всяка област, относителното положение на нейните точки, части. Топографските фактори, т.е. факторите, свързани с терена, понякога се наричат геоморфологични. Влиянието на абиотичните фактори до голяма степен зависи от топографските характеристики на района, които могат значително да променят както климата, така и характеристиките на развитието на почвата. Основният топографски фактор е надморската височина. С надморската височина средните температури намаляват, дневната температурна разлика се увеличава, количеството на валежите, скоростта на вятъра и интензивността на радиацията се увеличават, а налягането намалява. В резултат на това в планинските райони с издигане се наблюдава вертикална зоналност в разпределението на растителността, съответстваща на последователността на промените в широчинните зони от екватора към полюсите. Топографските фактори включват също стръмността и изложението на склона.

Биотичен абиотичен антропогенен климат

Естествените абиотични фактори включват...

Огнена симбиоза въвеждане рекултивация

Антропогенните фактори могат да бъдат разделени на групи като фактори...

пряко и непряко въздействиетрофични и топични връзки

фитогенни и зоогенни въздействия с правилна и неравномерна периодичност

Климатичен антропогенен едафичен биотик

Решение:
По природа факторите на околната среда се делят на абиотични, биотични и антропогенни. Абиотичните фактори са компоненти на неживата природа, които пряко или косвено влияят на организма. Те се разделят на следните групи: климатични фактори (светлина, температура, влажност, вятър, атмосферно налягане и др.); геоложки фактори (земетресения, вулканични изригвания, движение на ледници, радиоактивно излъчване и др.); орографски фактори или релефни фактори (височина на района над морското равнище, стръмност на района - ъгълът на наклона на района спрямо хоризонта, изложение на района - положението на района по отношение на кардиналните точки и др. ); едафични или почвено-почвени фактори (разпределение на размера на зърната, химичен състав, плътност, структура, pH и др.); хидроложки фактори (течение, соленост, налягане и др.).

Антропогенно-фитогенен хидрографски орографски

Решение:
Съвкупността от въздействия на човека върху живота на организмите се нарича антропогенни фактори. Антропогенните фактори, в зависимост от последствията от въздействието, се разделят на положителни фактори, които подобряват живота на организмите или увеличават техния брой (засаждане и торене на растения, отглеждане и защита на животни и др.), И отрицателни фактори (изсичане на дървета, околна среда замърсяване, унищожаване на местообитания и др.), които влошават живота на организмите или намаляват броя им. В зависимост от характера на въздействията антропогенните фактори се разделят на две групи: фактори на пряко въздействие са прякото въздействие на човека върху организма (косене на трева, обезлесяване, отстрел на животни, улов на риба и др.); фактори на косвено влияние са влиянието на човек от факта на неговото съществуване (всяка година в процеса на дишане на хората значително количество въглероден диоксид навлиза в атмосферата и 2,7 × 10 15 kcal енергия се отделя от околната среда под формата на храна) и чрез икономически дейности (селско стопанство, промишленост, транспорт, битови дейности и др.).

Първиченвторичен фитогенен зоогенен

Въз основа на въздействието на факторите на околната среда върху живите организми те се разделят на...

дразнители, ограничители, модификаториовлажнители, нагреватели, осветление

единични, двойни, тройни

единичен, многократен, неопределен

Решение:
Факторите на околната среда влияят на организмите по различни начини. Те могат да действат като дразнители, които причиняват адаптивни промени във физиологичните функции; като ограничители, които правят невъзможно съществуването на определени организми при дадени условия; като модификатори, които определят морфологични и анатомични промени в организмите.

Съвкупността от физични и химични свойства на почвите, които могат да повлияят на живите организми, се нарича _________________ фактори.

Едафиченклиматични антропогенни микрогенни

Решение:
Почвата е продукт на физическа, химическа и биологична трансформация (изветряне) на скалите; е трифазна среда, съдържаща твърди, течни и газообразни компоненти. Образува се в резултат на сложни взаимодействия на климат, растения, животни, микроорганизми и се разглежда като биоинертно тяло, съдържащо живи и неживи компоненти. Физичните и химичните свойства на почвата заедно съставляват едафични (почвени) фактори.

Вътрешновидово междувидово химично физик

10. Сред почвените фактори най-важното свойство, което влияе върху растежа и производителността на растенията, е неговата....

Плодовитоствлажност порьозност налягане

11. Годишна сумарна слънчева радиация, състояние на атмосферата, характер на релефа и др. определя се от такъв абиотичен фактор като...

влажност киселинност налягане светлина

4. Ограничаващ фактор. Законът за минимума на Либих и законът за толерантността на Шелфорд

1. На фигурата, илюстрираща закона за толерантност (използвайки примера за ефекта върху тялото на концентрацията на определено вещество като фактор на околната среда), под номер 1) е посочено ...

граница на оптимално жизнено състояние на стабилност на организма

пик в зоната на екологичен стрес песимум на съществуването на вида

Решение:
Живите организми имат определен набор от нужди по отношение на условията на живот. За всеки вид съществува т. нар. екологично предпочитание към различни фактори на околната среда. Например, thermopreferendum е предпочитаната температура, биотопното предпочитание е предпочитаните биотопи. Според закона на У. Шелфорд (законът за толерантността) всеки жив организъм има определени, еволюционно наследени горни и долни граници на устойчивост (толерантност) към всеки фактор на околната среда. Екологичният оптимум за организмите от даден вид е най-благоприятното влияние на всеки фактор (определен диапазон от температура, влажност, природа на биотопа и др.), Тоест оптималното състояние на живот.

2. Моделът, според който действието на един фактор зависи от силата и в каква комбинация действат едновременно други фактори, се нарича принцип на ____________ фактори.

Взаимодействияантиагрегационна еднопосочност

3. Способността на тялото да издържа на отклонения на факторите на околната среда от оптималните стойности за неговата жизнена дейност се нарича ...

Толерантностпроменливост на комфорта на плодовитостта

Решение:
Колкото по-широка е амплитудата на факторните колебания, при които организмът може да поддържа жизнеспособност, толкова по-висока е неговата стабилност, тоест толерантност към определен фактор (от латински „tolerantia“ - търпение). Следователно думата "толерантен" се превежда като стабилен, толерантен, а толерантността може да се определи като способността на тялото да издържа на отклонения на факторите на околната среда от стойности, които са оптимални за неговия живот. Толерантните организми са организми, които са устойчиви на неблагоприятни промени в околната среда.

6. Явлението на частична взаимозаменяемост на действието на факторите на околната среда се нарича ефект...

Компенсацияадаптиране на сумирането на просперитета

7. Графиката по-долу илюстрира закона за толерантността...

W. Shelford R. Lindeman B. Commoner J. Liebig

Решение:
Законът за толерантността на В. Шелфорд е закон, според който ограничаващият фактор за просперитета на организма може да бъде минимален или максимален фактор на околната среда, диапазонът между които определя степента на толерантност (издръжливост) на организма към този фактор.

8. Y. Odum допълни закона за толерантност с разпоредби, една от които гласи, че организмите с широк диапазон на толерантност по отношение на всички фактори на околната среда обикновено ...

най-често срещаните най-малко адаптирани

по-големи по размер по-малко продуктивни

Решение:
Законът за толерантността е предложен от американския зоолог У. Шелфорд, но впоследствие е допълнен от Ю. Одум (1975) със следните разпоредби:
1) организмите могат да имат широк диапазон на толерантност към един фактор на околната среда и нисък диапазон към друг;
2) организмите с широк диапазон на толерантност към всички фактори на околната среда обикновено са най-често срещаните;
3) ако условията за един фактор на околната среда не са оптимални за даден вид, тогава диапазонът на толерантност може да се стесни по отношение на други фактори на околната среда.

10. Комбинацията от условия на околната среда, която е най-благоприятна за живота и размножаването на даден организъм, се нарича неговата...

Общество на оптимален песимум континуум

Решение:
По протежение на градиента на всеки фактор на околната среда разпространението на даден вид е ограничено от границите на толерантност. Между тези граници има сегмент, където условията за даден вид са най-благоприятни и следователно се образува най-голямата биомаса и високата гъстота на популацията. Това е неговият екологичен оптимум. Вляво и вдясно от оптимума условията за живот на вида са по-неблагоприятни. Това са зони на песимум, т.е. потискане на организмите, когато гъстотата на популацията намалява и видът става най-уязвим към въздействието на неблагоприятни фактори на околната среда (включително човешкото влияние). В оптималната зона животът на тялото е най-удобен и изразходва минимално количество енергия за поддържането му. В зоните на песимум, за да поддържате живота, трябва да изразходвате много повече енергия и да включите специални „механизми за оцеляване“. Например, за да останат топли в студа, топлокръвните животни изразходват енергия, складирана в мастните тъкани. Растенията в песимистични условия изразходват по-голямата част от продуктите на фотосинтезата за дишане и растат бавно.

11. Законът, според който ограничаващият фактор на просперитета може да бъде минимален или максимален екологичен фактор, диапазонът между които определя степента на издръжливост на организма към този фактор, се нарича закон...

Liebig minimum ecology Commoner noosphere Vernadsky Толерантността на Шелфорд

12. Между отделните фактори могат да се установят специални взаимодействия, когато влиянието на един фактор до известна степен променя характера на влиянието на друг, когато ...

Единична дейност на индивида с комплексен ефект върху организма

Пасивна стабилност на организма адаптивно поведение на организма

13. Според правилото, установено от В. В. Алехин през 1951 г. за растителността, широко разпространените видове на юг растат по северните склонове, а на север се срещат само по южните. Този модел се нарича правило...

Предварителниколебания на населението

Териториалност на взаимодействие на факторите

Решение:
Предварителното правило е модел (открит от Алехин и Валтер през 1951 г.), според който склоновете на северно изложение носят растителни групи, характерни за по-северна растителна зона (или подзона), а склоновете на южно изложение носят растителни групи, характерни за по- южна растителна зона (или подзони). Според В. Алехин планинският вид или планинската фитоценоза се предшества на юг или север при подходящи условия на местообитание. Това отклонение от правилата за зониране е свързано с ъгъла на падане на слънчевите лъчи.

14. Функционалното място в екосистемата, обусловено от нейния биотичен потенциал и съвкупността от фактори на околната среда, към които е адаптирана, се нарича екологично.

Спектърна група нишанормата

15. Видовете живи организми, които понасят значителни температурни колебания, се наричат..

Евритермиченеврибионт стенотермичен стенобионт

16. Степента на приспособимост на живия организъм към промените в условията на околната среда се нарича екологична

оптимизиране на толерантността самоуправление валентност

Живите организми и тяхната нежива среда са неразривно свързани помежду си и са в постоянно взаимодействие. Организми от различни видове, живеещи заедно, обменят материя и енергия между себе си и тяхната физическа среда. Тази мрежа от материално-енергийни взаимоотношения обединява живите организми и тяхната среда в сложни екологични системи.

Екологичен предмет.Екологията (от гръцки "oikos" - жилище, подслон и "logos" - наука) е наука за връзката между живите организми и тяхното местообитание. Екологията се занимава с индивиди, популации (състоящи се от индивиди от един и същи вид), общности (състоящи се от популации) и екосистеми (състоящи се от общности и тяхната среда). Еколозите изучават как околната среда влияе на живите организми и как организмите влияят на околната среда. Чрез изучаване на популациите еколозите решават въпроси за отделните видове, за стабилни промени и колебания в размера на популацията. При изучаването на общностите се взема предвид техният състав или структура, както и преминаването на енергия и материя през общностите, т.е. това, което се нарича функциониране на общностите.

Екологията заема значително място сред другите биологични дисциплини и се свързва с генетиката, еволюционните изследвания, етологията (науката за поведението) и физиологията.

Най-тясна връзка съществува между екологията и еволюционната теория. Благодарение на естествения подбор в процеса на историческото развитие на органичния свят са останали само онези видове, популации и общности, които в борбата за съществуване са оцелели и са се приспособили към променящата се среда.

Понятието „екология“ е много разпространено. В повечето случаи под екология се разбира всяко взаимодействие между човека и природата или най-често влошаване на качеството на заобикалящата ни среда, причинено от икономически дейности. В този смисъл екологията засяга всеки член на обществото.

Екологията, разбирана като качество на околната среда, влияе и се определя от икономиката, нахлува в социалния живот, влияе върху вътрешната и външната политика на държавите и зависи от политиката.

В обществото нараства загрижеността относно влошаващото се състояние на околната среда и започва да се формира чувство за отговорност за състоянието на природните системи на Земята. Екологичното мислене, т.е. анализът на всички икономически решения, взети от гледна точка на опазване и подобряване на качеството на околната среда, стана абсолютно необходимо при разработването на всякакви проекти за развитие и трансформация на територии.

Природата, в която живее живият организъм, е неговото местообитание. Условията на околната среда са разнообразни и променливи. Не всички фактори на околната среда влияят на живите организми с еднаква сила. Някои може да са необходими за организмите, други, напротив, са вредни; има и такива, които като цяло са безразлични към тях. Факторите на околната среда, които влияят на тялото, се наричат фактори на околната среда.

Въз основа на техния произход и характер на действие всички фактори на околната среда се разделят на абиотични, т.е. фактори на неорганичната (нежива) среда, и биотични, свързани с влиянието на живи същества. Тези фактори са разделени на редица частни фактори.

Биологичен оптимум.В природата често се случва някои фактори на околната среда да са в изобилие (например вода и светлина), докато други (например азот) да са в недостатъчни количества. Факторите, които намаляват жизнеспособността на организма, се наричат ограничаващи. Например пъстървата живее във вода със съдържание на кислород най-малко 2 mg/l. Когато съдържанието на кислород във водата е под 1,6 mg/l, пъстървата умира. Кислородът е ограничаващият фактор за пъстървата.

Ограничаващ фактор може да бъде не само неговият дефицит, но и излишъкът. Топлината например е необходима на всички растения. Въпреки това, ако температурата е висока за дълго време през лятото, тогава растенията, дори и с влажна почва, могат да пострадат поради изгаряния на листата.

Идентифицирането на биологичния оптимум и познаването на моделите на взаимодействие на факторите на околната среда са от голямо практическо значение. Чрез умело поддържане на оптимални условия за живот на селскостопанските растения и животни може да се увеличи тяхната продуктивност.

Адаптиране на организмите към околната среда.В процеса на еволюция организмите са се приспособили към специфични условия на околната среда. Те са разработили специални приспособления, които им позволяват да избегнат или преодолеят действието на неблагоприятен фактор. Например пустинните растения могат да понасят продължителна суша, тъй като имат различни адаптации за получаване на вода и намаляване на изпарението. Някои растения имат дълбоки и разклонени коренови системи, които абсорбират вода по-ефективно, докато други (например кактуси) натрупват вода в тъканите си. Някои растения имат листа, които имат восъчно покритие и следователно изпаряват по-малко влага. По време на сухия сезон много растения намаляват листната си повърхност, а някои храсти хвърлят всичките си листа и дори цели клони. Колкото по-малки са листата, толкова по-малко изпарение и по-малко вода са необходими, за да оцелеят при жега и суша.

Характерна особеност на адаптациите на организмите е заселването в среда, където условията за живот са най-близки до техния биологичен оптимум. Организмите винаги се адаптират към целия комплекс от фактори на средата, а не към някой отделен фактор.

Каква роля играят различните абиотични фактори (температура, влажност) в живота на висшите растения и животни?
Дайте примери за това как човек използва знанията за взаимоотношенията на организмите в своята практическа дейност.
Дайте примери за известните ви биологични оптимуми за растения, животни и гъби.
Обяснете как промените във факторите на околната среда влияят върху добива.

Среда на живот - това е тази част от природата, която заобикаля живия организъм и с която той пряко взаимодейства. Компонентите и свойствата на околната среда са разнообразни и променливи. Всяко живо същество живее в сложен, променящ се свят, постоянно се адаптира към него и регулира жизнената си дейност в съответствие с неговите промени.

Наричат се отделни свойства или елементи на околната среда, които влияят на организмите фактори на околната среда. Факторите на околната среда са разнообразни. Те могат да бъдат необходими или, обратно, вредни за живите същества, да насърчават или възпрепятстват оцеляването и размножаването. Факторите на средата имат различно естество и специфично действие. Сред тях са абиотиченИ биотичен, антропогенен.

Абиотични фактори - температура, светлина, радиоактивно излъчване, налягане, влажност на въздуха, солен състав на водата, вятър, течения, релеф - това са все свойства на неживата природа, които пряко или косвено влияят на живите организми.

Биотични фактори - това са форми на влияние на живите същества едно върху друго. Всеки организъм постоянно изпитва пряко или непряко влияние на други същества, влиза в контакт с представители на своя вид и други видове - растения, животни, микроорганизми, зависи от тях и сам им влияе. Околният органичен свят е неразделна част от средата на всяко живо същество.

Взаимните връзки между организмите са в основата на съществуването на биоценози и популации; тяхното разглеждане принадлежи към областта на синекологията.

Антропогенни фактори - това са форми на дейност на човешкото общество, които водят до промени в природата като местообитание на други видове или пряко засягат живота им. В хода на човешката история развитието първо на лова, а след това на селското стопанство, промишлеността и транспорта значително промени природата на нашата планета. Значението на антропогенните въздействия върху целия жив свят на Земята продължава да нараства бързо.

Въпреки че хората влияят на живата природа чрез промени в абиотичните фактори и биотичните взаимоотношения на видовете, човешката дейност на планетата трябва да се идентифицира като специална сила, която не се вписва в рамката на тази класификация. В момента съдбата на живата повърхност на Земята, всички видове организми, е в ръцете на човешкото общество и зависи от антропогенното влияние върху природата.

Един и същ фактор на околната среда има различно значение в живота на съжителстващи организми от различни видове. Например силните ветрове през зимата са неблагоприятни за големите животни, живеещи на открито, но нямат ефект върху по-малките, които се крият в дупки или под снега. Солевият състав на почвата е важен за храненето на растенията, но е безразличен за повечето сухоземни животни и др.

Промените във факторите на околната среда във времето могат да бъдат: 1) редовно периодични, променящи силата на въздействието във връзка с времето на деня, или сезона на годината, или ритъма на приливите и отливите в океана; 2) нередовни, без ясна периодичност, например промени в метеорологичните условия през различни години, катастрофални явления - бури, дъждове, свлачища и др.; 3) насочени към определени, понякога дълги периоди от време, например по време на охлаждане или затопляне на климата, обрастване на водни тела, постоянна паша на добитък в една и съща зона и др.

Сред факторите на околната среда се разграничават ресурси и условия. Ресурси организмите използват и консумират околната среда, като по този начин намаляват техния брой. Ресурсите включват храна, вода, когато е оскъдна, убежища, удобни места за размножаване и др. Условия - това са фактори, към които организмите са принудени да се адаптират, но обикновено не могат да им повлияят. Един и същ екологичен фактор може да бъде ресурс за едни и условие за други видове. Например светлината е жизненоважен енергиен ресурс за растенията, а за животните със зрение тя е условие за зрителна ориентация. Водата може да бъде както условие за живот, така и ресурс за много организми.

2.2. Адаптации на организмите

Приспособленията на организмите към околната среда се наричат адаптация. Адаптациите са всякакви промени в структурата и функцията на организмите, които увеличават шансовете им за оцеляване.

Способността за адаптиране е едно от основните свойства на живота като цяло, тъй като осигурява самата възможност за неговото съществуване, способността на организмите да оцеляват и да се възпроизвеждат. Адаптациите се проявяват на различни нива: от биохимията на клетките и поведението на отделните организми до структурата и функционирането на общностите и екологичните системи. Адаптациите възникват и се развиват по време на еволюцията на видовете.

Основни адаптационни механизми на ниво организъм: 1) биохимичен– проявяват се във вътреклетъчни процеси, като например промяна в работата на ензимите или промяна в тяхното количество; 2) физиологичен– например повишено изпотяване с повишаване на температурата при редица видове; 3) морфоанатомични– характеристики на структурата и формата на тялото, свързани с начина на живот; 4) поведенчески– например животни, които търсят благоприятни местообитания, създават дупки, гнезда и др.; 5) онтогенетичен– ускоряване или забавяне на индивидуалното развитие, насърчаване на оцеляването при промяна на условията.

Екологичните фактори на околната среда имат различни ефекти върху живите организми, т.е. те могат да повлияят и на двете дразнители,предизвикване на адаптивни промени във физиологичните и биохимичните функции; как ограничители,причиняване на невъзможността за съществуване при тези условия; как модификатори,предизвикване на морфологични и анатомични изменения в организмите; как сигнали,което показва промени в други фактори на околната среда.

2.3. Общи закономерности на действие на факторите на околната среда върху организмите

Въпреки голямото разнообразие от фактори на околната среда могат да се идентифицират редица общи закономерности в естеството на тяхното въздействие върху организмите и в реакциите на живите същества.

1. Закон за оптимума.

Всеки фактор има определени граници на положително въздействие върху организмите (фиг. 1). Резултатът от променливия фактор зависи преди всичко от силата на неговото проявление. Както недостатъчното, така и прекомерното действие на фактора се отразява негативно върху жизнената активност на индивидите. Благоприятната сила на въздействие се нарича зона с оптимален екологичен фактор или просто оптимално за организми от този вид. Колкото по-голямо е отклонението от оптимума, толкова по-изразен е инхибиторният ефект на този фактор върху организмите. (зона на песимум). Максималните и минималните преносими стойности на фактора са критични точки,отзадотвъд който съществуването вече не е възможно, настъпва смъртта. Границите на издръжливост между критичните точки се наричат екологична валентност живи същества във връзка с конкретен фактор на средата.

Ориз. 1. Схема на действието на факторите на околната среда върху живите организми

Представителите на различните видове се различават значително помежду си както в положението на оптимума, така и в екологичната валентност. Например, арктическите лисици в тундрата могат да понасят колебания в температурата на въздуха в диапазона над 80 °C (от +30 до -55 °C), докато топловодните ракообразни Copilia mirabilis могат да издържат на промени в температурата на водата в диапазона не повече от 6 °C (от +23 до +29 °C). Една и съща сила на проявление на фактор може да бъде оптимална за един вид, песимална за друг и да надхвърли границите на издръжливост за трети (фиг. 2).

Широката екологична валентност на даден вид по отношение на абиотичните фактори на околната среда се обозначава чрез добавяне на префикса „eury“ към името на фактора. Евритермиченвидове, които понасят значителни температурни колебания, еврибати– широк диапазон на налягането, еврихалин– различни степени на соленост на околната среда.

Ориз. 2. Позиция на оптималните криви на температурната скала за различни видове:

1, 2 - стенотермни видове, криофили;

3–7 – евритермни видове;

8, 9 - стенотермни видове, термофили

Неспособността да се толерират значителни колебания във фактор или тясна валентност на околната среда се характеризира с префикса „стено“ - стенотермичен, стенобат, стенохалинвидове и пр. В по-широк смисъл се наричат видове, чието съществуване изисква строго определени условия на средата стенобионтичен, и тези, които могат да се адаптират към различни условия на околната среда - еврибионт.

Наричат се условия, приближаващи се до критични точки поради един или няколко фактора едновременно екстремни.

Позицията на оптималните и критичните точки на факторния градиент може да бъде изместена в определени граници под действието на условията на околната среда. Това се случва редовно при много видове със смяната на сезоните. През зимата, например, врабчетата издържат на тежки студове, а през лятото умират от охлаждане при температури малко под нулата. Феноменът на изместване на оптимума по отношение на всеки фактор се нарича аклиматизация. По отношение на температурата това е добре познат процес на термично закаляване на тялото. Температурната аклиматизация изисква значителен период от време. Механизмът е промяна на ензимите в клетките, които катализират едни и същи реакции, но при различна температура (т.нар. изоензими).Всеки ензим е кодиран от собствен ген, следователно е необходимо да се изключат някои гени и да се активират други, транскрипция, транслация, сглобяване на достатъчно количество нов протеин и т.н. Целият процес отнема средно около две седмици и се стимулира от промени в околната среда. Аклиматизацията или втвърдяването е важна адаптация на организмите, която се случва при постепенно наближаващи неблагоприятни условия или при навлизане в територии с различен климат. В тези случаи тя е неразделна част от общия аклиматизационен процес.

2. Неяснота на ефекта на фактора върху различни функции.

Всеки фактор влияе различно върху различните функции на тялото (фиг. 3). Оптимумът за някои процеси може да бъде песимум за други. Така температурата на въздуха от +40 до +45 ° C при хладнокръвни животни значително увеличава скоростта на метаболитните процеси в тялото, но инхибира двигателната активност и животните изпадат в термичен ступор. За много риби температурата на водата, която е оптимална за узряването на репродуктивните продукти, е неблагоприятна за хвърляне на хайвера, което се случва при различен температурен диапазон.

Ориз. 3. Схема на зависимостта на фотосинтезата и дишането на растенията от температурата (според V. Larcher, 1978): t min, t opt, t max– минимална, оптимална и максимална температура за растеж на растенията (засенчена зона)

Жизненият цикъл, в който през определени периоди организмът изпълнява предимно определени функции (хранене, растеж, размножаване, заселване и др.), Винаги е в съответствие със сезонните промени в комплекс от фактори на околната среда. Подвижните организми също могат да променят местообитанията, за да изпълняват успешно всички свои жизнени функции.

3. Разнообразие от индивидуални реакции към факторите на околната среда.Степента на издръжливост, критичните точки, оптималните и песималните зони на отделните индивиди не съвпадат. Тази променливост се определя както от наследствените качества на индивидите, така и от пола, възрастта и физиологичните различия. Например мелничният молец, един от вредителите по брашното и зърнените продукти, има критична минимална температура за гъсениците от -7 °C, за възрастните форми -22 °C и за яйцата -27 °C. Слана от -10 °C убива гъсениците, но не е опасна за възрастните и яйцата на този вредител. Следователно, екологичната валентност на даден вид винаги е по-широка от екологичната валентност на всеки отделен индивид.

4. Относителна независимост на адаптацията на организмите към различни фактори.Степента на толерантност към който и да е фактор не означава съответната екологична валентност на вида по отношение на други фактори. Например, видовете, които понасят големи промени в температурата, не е задължително да могат да понасят големи промени във влажността или солеността. Евритермните видове могат да бъдат стенохалинни, стенобатични или обратното. Екологичните валентности на един вид по отношение на различни фактори могат да бъдат много разнообразни. Това създава изключително разнообразие от адаптации в природата. Наборът от екологични валентности по отношение на различни фактори на околната среда е екологичен спектър на вида.

5. Разминаване в екологичните спектри на отделните видове.Всеки вид е специфичен по своите екологични възможности. Дори сред видовете, които са сходни в методите си за адаптиране към околната среда, има различия в отношението им към някои отделни фактори.

Ориз. 4. Промени в участието на отделни растителни видове в ливадни тревни насаждения в зависимост от влагата (по L. G. Ramensky et al., 1956): 1 - червена детелина; 2 – обикновен бял равнец; 3 – избата на Делявин; 4 – ливадна синя трева; 5 – власатка; 6 – истинска постеля; 7 – ранна острица; 8 – ливада; 9 – хълм здравец; 10 – полски храст; 11 – късонос салфик

Правило за екологична индивидуалност на видоветеформулиран от руския ботаник Л. Г. Раменски (1924 г.) по отношение на растенията (фиг. 4), след това е широко потвърден от зоологически изследвания.

6. Взаимодействие на факторите.Оптималната зона и границите на издръжливост на организмите по отношение на всеки фактор на околната среда могат да се изместят в зависимост от силата и в каква комбинация действат едновременно други фактори (фиг. 5). Този модел се нарича взаимодействие на факторите. Например топлината се понася по-лесно в сух, отколкото във влажен въздух. Рискът от замръзване е много по-голям при студено време със силен вятър, отколкото при тихо време. По този начин един и същ фактор в комбинация с други има различно въздействие върху околната среда. Напротив, един и същ екологичен резултат може да бъде получен по различни начини. Например увяхването на растенията може да бъде спряно както чрез увеличаване на количеството влага в почвата, така и чрез понижаване на температурата на въздуха, което намалява изпарението. Създава се ефект на частично заместване на факторите.

Ориз. 5. Смъртност на яйцата на борова копринена буба Dendrolimus pini при различни комбинации от температура и влажност

В същото време взаимното компенсиране на факторите на околната среда има определени граници и е невъзможно напълно да се замени един от тях с друг. Пълната липса на вода или поне на един от основните елементи на минералното хранене прави живота на растението невъзможен, въпреки най-благоприятните комбинации от други условия. Екстремният дефицит на топлина в полярните пустини не може да бъде компенсиран нито с изобилие от влага, нито с 24-часово осветление.

Като се вземат предвид моделите на взаимодействие на факторите на околната среда в селскостопанската практика, е възможно умело да се поддържат оптимални условия на живот за култивирани растения и домашни животни.

7. Правило на ограничаващите фактори.Възможностите за съществуване на организмите са предимно ограничени от онези фактори на средата, които са най-отдалечени от оптимума. Ако поне един от факторите на околната среда се приближи или надхвърли критичните стойности, тогава, въпреки оптималната комбинация от други условия, индивидите са застрашени от смърт. Всички фактори, които силно се отклоняват от оптимума, придобиват първостепенно значение в живота на даден вид или отделни негови представители в определени периоди от време.

Ограничаващите фактори на околната среда определят географския обхват на даден вид. Естеството на тези фактори може да бъде различно (фиг. 6). По този начин движението на вида на север може да бъде ограничено от липса на топлина, а в сухите райони - от липса на влага или твърде високи температури. Биотичните взаимоотношения също могат да служат като ограничаващи фактори за разпространението, например заемането на територия от по-силен конкурент или липсата на опрашители за растенията. По този начин опрашването на смокините зависи изцяло от един вид насекомо - осата Blastophaga psenes. Родината на това дърво е Средиземноморието. Смокините, въведени в Калифорния, не дадоха плод, докато опрашващите оси не бяха въведени там. Разпространението на бобовите растения в Арктика е ограничено от разпространението на пчелите, които ги опрашват. На остров Диксън, където няма земни пчели, бобовите растения не се срещат, въпреки че поради температурните условия съществуването на тези растения там все още е допустимо.

Ориз. 6. Дълбоката снежна покривка е ограничаващ фактор в разпространението на елените (според Г. А. Новиков, 1981 г.)

За да се определи дали даден вид може да съществува в даден географски район, е необходимо първо да се определи дали някакви фактори на околната среда са извън неговата екологична валентност, особено през най-уязвимия период на развитие.

Идентифицирането на ограничаващите фактори е много важно в селскостопанската практика, тъй като чрез насочване на основните усилия към тяхното елиминиране, можете бързо и ефективно да увеличите добивите на растенията или продуктивността на животните. По този начин, на силно киселинни почви, добивът на пшеница може да бъде леко увеличен чрез използване на различни агротехнически влияния, но най-добрият ефект ще се получи само в резултат на варуване, което ще премахне ограничаващите ефекти на киселинността. Следователно познаването на ограничаващите фактори е ключът към контролирането на жизнените дейности на организмите. В различни периоди от живота на индивидите различни фактори на околната среда действат като ограничаващи фактори, така че е необходимо умело и постоянно регулиране на условията на живот на култивираните растения и животни.

2.4. Принципи на екологична класификация на организмите

В екологията многообразието и разнообразието от методи и начини за адаптиране към околната среда създават необходимостта от множество класификации. Използвайки един единствен критерий, е невъзможно да се отразят всички аспекти на адаптивността на организмите към околната среда. Екологичните класификации отразяват приликите, които възникват сред представителите на много различни групи, ако използват подобни начини за адаптация. Например, ако класифицираме животните според техните начини на движение, тогава екологичната група от видове, които се движат във водата чрез реактивни средства, ще включва животни, толкова различни по своята систематична позиция като медузи, главоноги, някои ресничести и флагелати, ларвите на брой водни кончета и др. (фиг. 7). Екологичните класификации могат да се основават на голямо разнообразие от критерии: методи на хранене, движение, отношение към температура, влажност, соленост, наляганеи т.н. Разделянето на всички организми на еврибионти и стенобионти според широчината на обхвата на адаптации към околната среда е пример за най-простата екологична класификация.

Ориз. 7. Представители на екологичната група организми, които се движат във водата по реактивен начин (по С. А. Зернов, 1949):

1 – флагелат Medusochloris phiale;

2 – ресничеста Craspedotella pileosus;

3 – медуза Cytaeis vulgaris;

4 – пелагична холотурия Pelagothuria;

5 – ларва на водно конче кобилица;

6 – плуващ октопод Octopus vulgaris:

А– посока на водната струя;

b– посока на движение на животното

Друг пример е разделянето на организмите на групи според характера на храненето.Автотрофиса организми, които използват неорганични съединения като източник за изграждане на телата си. Хетеротрофи– всички живи същества, които се нуждаят от храна от органичен произход. От своя страна автотрофите се делят на фототрофиИ хемотрофи.Първите използват енергията на слънчевата светлина, за да синтезират органични молекули, вторите използват енергията на химичните връзки. Хетеротрофите се делят на сапрофити,използване на разтвори на прости органични съединения и холозои.Холозоите имат сложен набор от храносмилателни ензими и могат да консумират сложни органични съединения, като ги разграждат на по-прости компоненти. Холозоите се делят на сапрофаги(хранят се с мъртви растителни остатъци) фитофаги(консуматори на живи растения), зоофаги(имащи нужда от жива храна) и некрофаги(хищници). От своя страна всяка от тези групи може да бъде разделена на по-малки, които имат свои собствени специфични хранителни модели.

В противен случай можете да изградите класификация според начина на получаване на храна.Сред животните, например, групи като филтри(малки ракообразни, беззъби, китове и др.), пасищни форми(копитни животни, листни бръмбари), събирачи(кълвачи, къртици, земеровки, пилета), ловци на движеща се плячка(вълци, лъвове, черни мухи и др.) и редица други групи. По този начин, въпреки голямото различие в организацията, един и същ метод на овладяване на плячка при лъвове и нощни пеперуди води до редица аналогии в техните ловни навици и общи структурни характеристики: стройност на тялото, силно развитие на мускулите, способност за развиване на кратки термин висока скорост и др.

Екологичните класификации помагат да се идентифицират възможните начини в природата за организмите да се адаптират към околната среда.

2.5. Активен и скрит живот

Метаболизмът е едно от най-важните свойства на живота, което определя тясната материално-енергийна връзка на организмите с околната среда. Метаболизмът показва силна зависимост от условията на живот. В природата наблюдаваме две основни състояния на живот: активен живот и мир. По време на активен живот организмите се хранят, растат, движат се, развиват се, размножават се и се характеризират с интензивен метаболизъм. Почивката може да варира по дълбочина и продължителност; много функции на тялото отслабват или изобщо не се изпълняват, тъй като нивото на метаболизма пада под въздействието на външни и вътрешни фактори.

В състояние на дълбок покой, т.е. намален субстанционно-енергиен метаболизъм, организмите стават по-малко зависими от околната среда, придобиват висока степен на стабилност и са в състояние да понасят условия, на които не са могли да издържат по време на активен живот. Тези две състояния се редуват в живота на много видове, като са адаптация към местообитания с нестабилен климат и резки сезонни промени, характерни за по-голямата част от планетата.

При дълбоко потискане на метаболизма организмите може изобщо да не показват видими признаци на живот. Въпросът дали е възможно напълно да се спре метаболизма с последващо връщане към активен живот, т.е. един вид „възкресение от мъртвите“, се обсъжда в науката повече от два века.

Феномен за първи път въображаема смърте открит през 1702 г. от Антони ван Льовенхук, откривателят на микроскопичния свят на живите същества. Когато капките вода изсъхват, „животните“ (ротифери), които той наблюдава, се сбръчкват, изглеждат мъртви и могат да останат в това състояние дълго време (фиг. 8). Поставени отново във вода, те набъбнаха и започнаха активен живот. Льовенхук обяснява това явление с факта, че черупката на „животните“ очевидно „не позволява ни най-малко изпарение“ и те остават живи в сухи условия. Но в рамките на няколко десетилетия натуралистите вече спореха за възможността „животът да бъде напълно спрян“ и възстановен отново „след 20, 40, 100 години или повече“.

През 70-те години на XVIIIв. феноменът на „възкресението” след изсушаване е открит и потвърден от множество експерименти в редица други малки организми - житни змиорки, свободно живеещи нематоди и тардигради. J. Buffon, повтаряйки експериментите на J. Needham със змиорки, твърди, че „тези организми могат да бъдат накарани да умрат и да оживеят отново толкова пъти, колкото желаете“. L. Spallanzani е първият, който обръща внимание на дълбокия покой на семената и спорите на растенията, разглеждайки го като тяхното запазване във времето.

Ориз. 8. Rotifer Philidina roseola на различни етапи на сушене (според P. Yu. Schmidt, 1948):

1 - активен; 2 – начало на свиване; 3 – напълно свити преди изсъхване; 4 - в състояние на спряна анимация

В средата на 19в. беше убедително установено, че устойчивостта на сухи ротифери, тардигради и нематоди към високи и ниски температури, липса или липса на кислород нараства пропорционално на степента на тяхната дехидратация. Остава открит обаче въпросът дали това е довело до пълно прекъсване на живота или само до дълбокото му потискане. През 1878 г. Клод Бернал излага концепцията "скрит живот"което той характеризира със спиране на метаболизма и „разкъсване на връзката между битието и околната среда“.

Този проблем е окончателно разрешен едва през първата третина на 20-ти век с развитието на технологията за дълбока вакуумна дехидратация. Експериментите на Г. Рам, П. Бекерел и други учени показаха възможността пълно обратимо спиране на живота.В сухо състояние, когато не повече от 2% вода остава в клетките в химически свързана форма, организми като ротифери, тардигради, малки нематоди, семена и спори на растения, спори на бактерии и гъбички издържат на излагане на течен кислород ( -218,4 °C), течен водород (-259,4 °C), течен хелий (-269,0 °C), т.е. температури близки до абсолютната нула. В този случай съдържанието на клетките се втвърдява, дори термичното движение на молекулите липсва и целият метаболизъм естествено спира. След като бъдат поставени в нормални условия, тези организми продължават да се развиват. При някои видове спирането на метаболизма при ултраниски температури е възможно без изсушаване, при условие че водата замръзва не в кристално, а в аморфно състояние.

Пълното временно спиране на живота се нарича спряна анимация. Терминът е предложен от V. Preyer през 1891 г. В състояние на суспендирана анимация организмите стават устойчиви на голямо разнообразие от влияния. Например, в експеримент тардиградите издържаха на йонизиращо лъчение до 570 хиляди рентгена за 24 часа. Дехидратираните ларви на един от африканските комари chironomus, Polypodium vanderplanki, запазват способността си да се съживяват след излагане на температура от +102 °C.

Състоянието на суспендирана анимация значително разширява границите на запазване на живота, включително във времето. Например, дълбоко пробиване в дебелината на антарктическия ледник разкрива микроорганизми (спори на бактерии, гъбички и дрожди), които впоследствие се развиват върху обикновени хранителни среди. Възрастта на съответните ледени хоризонти достига 10–13 хиляди години. Спори на някои жизнеспособни бактерии също са изолирани от по-дълбоки слоеве на стотици хиляди години.

Анабиозата обаче е доста рядко явление. Не е възможно за всички видове и е екстремно състояние на покой в живата природа. Неговото необходимо условие е запазването на непокътнати фини вътреклетъчни структури (органели и мембрани) по време на сушене или дълбоко охлаждане на организмите. Това условие е невъзможно за повечето видове, които имат сложна организация на клетки, тъкани и органи.

Способността за анабиоза се среща при видове, които имат проста или опростена структура и живеят в условия на резки колебания на влажността (изсушаване на малки водни тела, горни слоеве на почвата, възглавници от мъхове и лишеи и др.).

Други форми на латентност, свързани със състояние на намалена жизнена активност в резултат на частично инхибиране на метаболизма, са много по-разпространени в природата. Всяка степен на намаляване на нивото на метаболизма повишава устойчивостта на организмите и им позволява да изразходват енергията по-икономично.

Формите на почивка в състояние на намалена жизнена активност се разделят на хипобиоза И криптобиоза, или принудителен мир И физиологична почивка. При хипобиоза инхибирането на активността или вцепенението възниква под директния натиск на неблагоприятни условия и престава почти веднага след нормализиране на тези условия (фиг. 9). Такова потискане на жизнените процеси може да възникне при липса на топлина, вода, кислород, с повишаване на осмотичното налягане и т.н. В съответствие с водещия външен фактор на принудителната почивка има криобиоза(при ниски температури), анхидробиоза(с липса на вода), аноксибиоза(при анаеробни условия), хиперосмобиоза(с високо съдържание на сол във водата) и др.

Не само в Арктика и Антарктика, но и в средните географски ширини, някои устойчиви на замръзване видове членестоноги (колемболи, редица мухи, земни бръмбари и др.) Презимуват в състояние на вцепенение, бързо се размразяват и преминават към активност под лъчите на слънцето и след това отново губят подвижност, когато температурата спадне. Растенията, които поникват през пролетта, спират и възобновяват растежа и развитието си след охлаждане и затопляне. След дъжд голата почва често става зелена поради бързото размножаване на почвените водорасли, които са били в принудителен покой.

Ориз. 9. Пагон - парче лед със замразени в него сладководни обитатели (от С. А. Зернов, 1949 г.)

Дълбочината и продължителността на метаболитното потискане по време на хипобиоза зависи от продължителността и интензивността на инхибиторния фактор. Принудителната латентност възниква на всеки етап от онтогенезата. Ползите от хипобиозата са бързото възстановяване на активния живот. Това обаче е относително нестабилно състояние на организмите и за дълго време може да бъде вредно поради дисбаланс на метаболитните процеси, изчерпване на енергийните ресурси, натрупване на недостатъчно окислени метаболитни продукти и други неблагоприятни физиологични промени.

Криптобиозата е коренно различен тип латентност. Свързва се с комплекс от ендогенни физиологични промени, които настъпват предварително, преди настъпването на неблагоприятни сезонни промени и организмите са готови за тях. Криптобиозата е адаптация предимно към сезонната или друга периодичност на абиотичните фактори на околната среда, тяхната редовна цикличност. Той е част от жизнения цикъл на организмите и се проявява не на който и да е етап, а на определен етап от индивидуалното развитие, който съвпада с критичните периоди от годината.

Преходът към състояние на физиологична почивка отнема време. Предшества се от натрупване на резервни вещества, частична дехидратация на тъкани и органи, намаляване на интензивността на окислителните процеси и редица други промени, които като цяло намаляват тъканния метаболизъм. В състояние на криптобиоза организмите стават многократно по-устойчиви на неблагоприятни влияния на околната среда (фиг. 10). Основните биохимични пренареждания в този случай са до голяма степен общи за растенията, животните и микроорганизмите (например превключване на метаболизма в различна степен към гликолитичния път поради резервни въглехидрати и др.). Излизането от криптобиозата също изисква време и енергия и не може да бъде постигнато чрез просто спиране на негативния ефект на фактора. Това изисква специални условия, различни за различните видове (например замръзване, наличие на капково-течна вода, определена продължителност на светлата част на деня, определено качество на светлината, задължителни температурни колебания и др.).

Криптобиозата като стратегия за оцеляване при периодично неблагоприятни условия за активен живот е продукт на дългосрочна еволюция и естествен подбор. Той е широко разпространен в дивата природа. Състоянието на криптобиозата е характерно например за семена от растения, цисти и спори на различни микроорганизми, гъбички и водорасли. Диапаузата на членестоногите, хибернацията на бозайниците, дълбоката латентност на растенията също са различни видове криптобиоза.

Ориз. 10. Земен червей в състояние на диапауза (по В. Тишлер, 1971 г.)

Състоянията на хипобиоза, криптобиоза и анабиоза осигуряват оцеляването на видовете в естествени условия на различни географски ширини, често екстремни, позволяват запазването на организмите през дълги неблагоприятни периоди, заселват се в космоса и по много начини разширяват границите на възможността и разпространението на живота. общо взето.

1.3. Връзка между организъм и среда

Среда на живот е естествената среда на живия организъм. Компонентите на околната среда, които са важни за живота на организма и с които той неизбежно се сблъсква, се наричат фактори на околната среда . Тези фактори могат да бъдат необходими или вредни за живите същества, като насърчават или възпрепятстват оцеляването и възпроизводството.

1.3.1. Видове екологични взаимодействия

Цялото разнообразие от взаимоотношения между организмите може да се раздели на два основни вида: антагонистичен И неантагонистичен .
Хищничество - форма на връзка между организми от различни трофични нива, при която един вид организъм живее за сметка на друг, като го изяжда.
Конкуренция - форма на връзка, при която организми от едно и също трофично ниво се борят за храна и други условия на съществуване, като се потискат взаимно.

Основните форми на неантагонистични взаимодействия: симбиоза, мутуализъм и коменсализъм.

Симбиоза (съжителство) е взаимноизгодна, но незадължителна връзка между различни видове организми.

Мутуализъм (взаимно) – взаимно изгодно и задължително за растежа и оцеляването на взаимоотношенията между организмите от различни видове.

Коменсализъм (компаньон) - връзка, в която единият от партньорите има полза, но другият е безразличен.

1.3.2. Кръговрат на веществата

Голям кръговрат на веществата в природата (геологичен) се причинява от взаимодействието на слънчевата енергия с дълбоката енергия на Земята и преразпределя веществата между биосферата и по-дълбоките хоризонти на Земята. Определено количество вещества може временно да напусне биологичния цикъл (утайка на дъното на океана, моретата или да попадне в дълбините на земната кора). Но големият цикъл също е циркулацията на водата между сушата и океана през атмосферата.

Малък цикъл на веществата в биосферата (биогеохимичен) се среща само в рамките на биосферата. Същността му е образуването на жива материя от неорганична материя по време на процеса на фотосинтеза и превръщането на органичната материя по време на разлагане обратно в неорганични съединения.

Химическите елементи образуват затворена система (цикъл), в която атомите се използват многократно. Същността на цикъла е следната: химичните елементи, абсорбирани от организма, впоследствие го напускат, преминавайки в абиотичната среда, след което след известно време отново влизат в живия организъм и т. Такива елементи се наричат биофилен [Ананиева, 2001].

1.3.3. Фактори на околната среда

Фактори на околната среда – движещата сила, причината за всеки процес, явление – всеки елемент от околната среда, който може пряко или косвено да повлияе на живия организъм, поне на един от етапите на неговото индивидуално развитие, се нарича фактор на околната среда.
Факторите на околната среда обикновено се разделят на две групи:

Фактори от инертна (нежива) природа – абиотични или абиогенни;

Фактори на живата природа – биотични или биогенни.

Абиотични фактори е набор от фактори в неорганичната среда, които влияят върху живота и разпространението на организмите. Те се делят на физични, химични и едафични.

Физическите фактори са тези, чийто източник е агрегатно състояние или явление (механични, температурни въздействия и др.), химичните произтичат от химичния състав на околната среда (соленост на водата, съдържание на кислород и др.), едафичните (почвата) са комбинация от химични, физични и механични свойства на почвите и скалите, засягащи както организмите на почвената биота, така и кореновата система на растенията (влиянието на влажността, структурата на почвата, съдържанието на хумус и др. върху растежа и развитието на растенията).

Всички живи същества, заобикалящи организма в неговото местообитание, съставляват биотичната среда. Биотичните фактори са съвкупност от въздействия на жизнената активност на едни организми върху други.

Биотичните фактори могат да повлияят на абиотичната среда чрез създаване на микроклимат или микросреда: например гората е по-хладна и влажна през лятото и по-топла през зимата. Но микросредата може да има и абиотичен характер: под снега, в резултат на затоплящия му ефект, оцеляват дребни животни (гризачи) и се запазват разсад от зимни зърнени култури.

Антропогенни фактори – фактори, генерирани от човека и влияещи върху околната среда (замърсяване, ерозия на почвата, унищожаване на гори и др.).

В началото на 70-те години на ХХ век. Американският биолог и еколог Бари Комонър обобщава систематичността в екологията под формата на четири закона. Тяхното спазване е задължително условие за всяка човешка дейност в природата.

1-ви закон: Всичко е свързано с всичко . Всяка промяна, направена от човека в природата, води до верига от последствия, обикновено неблагоприятни.

2-ри закон: Всичко трябва да отиде някъде . Всяко замърсяване на природата се връща на хората под формата на „екологичен бумеранг“. Всяка наша намеса в природата ни се връща с нарастващи проблеми.

3-ти закон: Природата знае най-добре . Човешките действия не трябва да са насочени към завладяване на природата и преобразуването й в свои интереси, а към приспособяване към нея.

4-ти закон: Нищо не идва безплатно . Ако не искаме да инвестираме в опазването на природата, тогава ще трябва да платим със здравето както на нашето собствено, така и на потомството ни.

Биотични фактори , засягащи растенията като първични производители на органична материя се делят на зоогенни и фитогенни.

Живите същества са неотделими от околната среда. сряда – едно от основните екологични понятия, което означава целия спектър от елементи и условия, заобикалящи организма в частта от пространството, където организмът живее, всичко, сред което той живее и с което пряко взаимодейства. В същото време организмите, след като се адаптират към определен набор от специфични условия, в процеса на жизнената дейност сами постепенно променят тези условия, т.е. средата на тяхното съществуване.

Въпреки разнообразието от фактори на околната среда и различното естество на техния произход, съществуват някои общи правила и закономерности на тяхното въздействие върху живите организми.

За да живеят организмите, е необходима определена комбинация от условия. Ако всички условия на средата са благоприятни, с изключение на едно, то това условие става решаващо за живота на съответния организъм. Ограничава (ограничава) развитието на организма, затова се нарича ограничаващ фактор.

Първоначално беше установено, че развитието на живите организми е ограничено от липсата на който и да е компонент, например минерални соли, влага, светлина и др. В средата на 19 век немският органичен химик Юстас Либих е първият, който експериментално доказва през 1840 г., че растежът на растенията зависи от хранителния елемент, който присъства в относително минимални количества. Той нарече това явление закон за минимума ; в чест на автора се нарича още закон на Либих:

Въпреки това, както се оказа по-късно, не само дефицит, но и излишък на фактор може да бъде ограничаващ, например загуба на реколта поради дъжд, пренасищане на почвата с торове и др.

Концепцията, че наред с минимума, максимумът може да бъде и ограничаващ фактор, е въведена от американския зоолог У. Шелфорд през 1913 г., който формулира закон на толерантността :

Благоприятният обхват на действие на даден фактор на околната среда се нарича оптимална зона (нормална жизнена активност). Колкото по-значително е отклонението на действието на даден фактор от оптималното, толкова повече този фактор потиска жизнената активност на населението. Този диапазон се нарича зона на потисничество .

Максималните и минималните преносими стойности на фактора са критични точки , извън които съществуването на организъм или популация вече не е възможно. В съответствие със закона за толерантността всеки излишък на материя или енергия се оказва замърсител.

Наричат се видове, чието съществуване изисква строго определени условия на околната среда стенобионт (пъстърва, орхидея) и видове, адаптиращи се към екологична ситуация с широк диапазон от промени в параметрите - еврибионт (мишки, плъхове, хлебарки).

1.3.4. Състав на околната среда

Състав на водната среда . По-голямата част от повърхността на Земята е покрита с вода. Разпространението и жизнената дейност на организмите във водната среда до голяма степен зависят от нейния химичен състав. Въпреки това проблеми, свързани с водата, възникват дори при водните организми.

Състав на въздуха . Съставът на въздуха в съвременната атмосфера е в състояние на динамично равновесие, което зависи от жизнената активност на живите организми и геохимичните явления в глобален мащаб.

Състав на почвата е продукт на физическа, химическа и биологична трансформация на скали, включително твърди, течни и газообразни компоненти.

В процеса на историческото развитие живите организми са усвоени четири местообитания . Първият е водата. Животът се заражда и развива във водата в продължение на много милиони години. Вторият - наземно-въздушен - растенията и животните са възникнали на сушата и в атмосферата и бързо са се адаптирали към новите условия. Постепенно трансформирайки горния слой на земята - литосферата, те създадоха трето местообитание - почвата, а самите те станаха четвъртото местообитание [Акимова, 2001].

ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА.

Абиотични фактори- това са все фактори от неживата природа. Те включват физически и химични характеристики на околната среда, както и климатични и географски фактори от сложен характер: смяна на сезоните, релеф, посока и сила на течението или вятъра, горски пожари и др.

Биотични фактори- сумата от ефектите на живите организми. Много живи организми си влияят пряко. Хищниците ядат жертви, насекомите пият нектар и пренасят цветен прашец от цвете на цвете, патогенните бактерии образуват отрови, които унищожават животинските клетки. Освен това организмите косвено си влияят един на друг, като променят средата си. Например мъртвите листа на дърветата образуват постеля, която осигурява местообитание и храна за много организми.

Антропогенен фактор- всички разнообразни човешки дейности, които водят до промени в природата като местообитание на всички живи организми или пряко засягат живота им.

Биологичен оптимум.В природата често се случва някои фактори на околната среда да са в изобилие (например вода и светлина), докато други (например азот) да са в недостатъчни количества. Факторите, които намаляват жизнеспособността на организма, се наричат ограничаващи фактори. Например пъстървата живее във вода със съдържание на кислород най-малко 2 mg/l. Когато съдържанието на кислород във водата е под 1,6 mg/l, пъстървата умира. Кислородът е ограничаващият фактор за пъстървата.

Следователно за всеки организъм има най-подходящата комбинация от абиотични и биотични фактори, оптимални за неговия растеж, развитие и размножаване. Най-добрата комбинация от условия се нарича биологичен оптимум. Идентифицирането на биологичния оптимум и познаването на моделите на взаимодействие на факторите на околната среда са от голямо практическо значение. Чрез умело поддържане на оптимални условия за живот на селскостопанските растения и животни може да се увеличи тяхната продуктивност.

Влиянието на основните абиотични фактори върху живите организми.Всяка среда има свой собствен набор от абиотични фактори. Някои от тях играят важни роли и в трите основни среди (почва, вода, земя) или в две.

температураи нейното влияние върху биологичните процеси е един от най-важните абиотични фактори. Първо, той работи навсякъде и през цялото време. Второ, температурата влияе върху скоростта на много физически процеси и химични реакции, включително процеси, протичащи в живите организми и техните клетки. Когато температурата се повиши до определена граница, скоростта на реакцията се увеличава, а при по-нататъшно повишаване на температурата рязко спада. Ето защо температурата влияе върху скоростта на различни физиологични процеси, от храносмилането до провеждането на нервните импулси. Твърде ниските или твърде високите температури са вредни за клетките.

Физиологиченадаптация. Въз основа на физиологичните процеси много организми могат да променят телесната си температура в определени граници. Тази способност се нарича терморегулация. Обикновено терморегулацията се свежда до поддържане на телесната температура на по-постоянно ниво от температурата на околната среда. Животните са по-разнообразни в способността си за терморегулация. Всички животни се делят на тази основа на хладнокръвни и топлокръвни.

Телесната температура при хладнокръвните животни се променя с промените в температурата на околната среда. Топлокръвните животни, поради наличието на такива ароморфози като четирикамерно сърце, механизми за терморегулация (пера и коса, мастна тъкан и др.), Са в състояние да поддържат постоянна телесна температура дори при силните си колебания.

Влияние влажноствърху земните организми. Всички живи организми се нуждаят от вода. Биохимичните реакции, протичащи в клетките, протичат в течна среда. Водата служи като "универсален разтворител" за живите организми; хранителните вещества, хормоните се транспортират в разтворена форма, вредните метаболитни продукти се отстраняват и др. Повишената или намалена влажност оставя отпечатък върху външния вид и вътрешната структура на организмите. По този начин, в условия на недостатъчна влага (степи, полупустини, пустини), ксерофитните растения са често срещани. Те са развили адаптации към постоянна или временна липса на влага в почвата или въздуха, което се дължи на техните анатомични, морфологични и физиологични особености. Така многогодишните пустинни растения имат силно развити корени, понякога много дълги (камилски трън до 16 м), достигащи влажния слой или изключително разклонени.

Ролята на светлината в живота на хетеротрофите.За много микроби и някои животни пряката слънчева светлина е вредна. Хетеротрофите са организми, които консумират готови органични вещества и не са в състояние да ги синтезират от неорганични. Светлината играе важна роля в живота на повечето животни. Животните, които се ориентират чрез зрение, са адаптирани към определени условия на осветление. Следователно почти всички животни имат ясно изразен дневен ритъм на активност и са заети с търсене на храна в определени часове на деня. Много насекоми и птици, подобно на хората, са в състояние да запомнят позицията на Слънцето и да го използват като ориентир, за да намерят обратния път. За много планктонни животни промените в осветеността служат като стимул, който причинява вертикални миграции. Обикновено през нощта малките планктонни животни се издигат до горните слоеве, които са по-топли и богати на храна, а през деня се спускат на дълбочина.

Фотопериодизъм. Смяната на сезоните играе важна роля в живота на повечето организми. С промяната на сезоните се променят много фактори на околната среда: температура, количество на валежите и т.н. Но най-естествено се променя продължителността на дневните часове. За много организми промените в продължителността на деня сигнализират за смяната на сезоните. Като реагират на промените в продължителността на деня, организмите се подготвят за условията на предстоящия сезон. Тези реакции на промени в продължителността на деня се наричат фотопериодични реакции или фотопериодизъм. Продължителността на деня определя времето на цъфтежа и други процеси в растенията. При много сладководни животни скъсяването на дните през есента причинява образуването на яйца и цисти в покой, които оцеляват през зимата. За мигриращите птици намаляването на дневните часове служи като сигнал за започване на миграция. При много бозайници съзряването на половите жлези и сезонността на размножаването зависят от продължителността на деня. Както показват последните проучвания, за много хора, живеещи в умерения пояс, краткият фотопериод през зимата причинява нервно разстройство - депресия. За да се лекува това заболяване, достатъчно е човек да се осветява с ярка светлина всеки ден за определен период от време.