Вплив на організми живої та неживої природи. Фактори неживої природи: визначення та приклади

Природа це все те, що нас оточує і все, що створено без участі людини. У цій безлічі чудово взаємоіснують об'єкти живої та неживої природи. Якщо все живе дихає, живиться, росте і розмножується, то тіла неживої природи завжди залишаються незмінними, статичними.

Якщо озирнутися довкола, то нас всюди оточують об'єкти неживої природи: от струмить струмок, вдалині бачаться високі гори, вітер шарудить опалим листям, по небу пливуть хмари, лагідно пригріває Сонечко. Все це: повітря, вода, хмари, опале листя, вітер і Сонце є об'єктами неживої природи.

Більше того, не жива природапервинна, саме з неї зародилося життя Землі. Всі живі організми користуються дарами неживої природи, існують за рахунок неї і врешті-решт після вмирання самі стають її об'єктами. Так, зрубаний стовбур дерева, опале листя, труп тварини — це вже тіла неживої природи.

Ознаки об'єктів неживої природи

Якщо порівнювати об'єкти неживої природи з живими організмами, легко перерахувати основні ознаки неживих об'єктів: де вони ростуть, не розмножуються, не дихають, не харчуються і вмирають. Так, наприклад, гори, одного разу з'явившись, тисячоліттями спрямовують свої вершини до неба. Або планети, мільярди років тому вишикувавшись у струнку Сонячну систему, і продовжують своє існування.

Тому до основних відмітних ознак об'єктів неживої природи можна віднести такі:

• Стійкість
• Слабу мінливість
• Нездатність дихати, харчуватися. Їм просто не потрібне харчування.
• Нездатність до розмноження. При цьому самі об'єкти неживої природи, які одного разу з'явилися на землі, не зникають і не вмирають. Хіба що під впливом довкілляздатні перейти до іншого стану. Наприклад, камінь згодом може перетворитися на пил. А самий яскравий прикладПеревтілення - кругообіг води в природі, в якому об'єкт неживої природи (вода) проходить всі етапи свого стану, перетворюючись з води в пару, потім знову у воду і, нарешті, на кригу.
• Нездатність до руху. Більшість об'єктів неживої природи інертні. Так, камінь рухається, якщо його лише зіштовхнути. Та й вода в річці тече тільки тому, що елементи, з яких вона складається, мають слабкі внутрішні зв'язки і прагнуть зайняти найнижче місце, утворюючи течію.
• Нездатність до зростання. Незважаючи на те, що об'єкти неживої природи здатні зміняться в обсязі (наприклад, "зростають" гори, збільшуються кристали солі тощо), але при цьому збільшення відбувається не тому, що утворюються нові клітини. А тому що до старих прикріплюються "прибулі".

Об'єкти неживої природи: приклади

Об'єктів неживої природи настільки багато і вони настільки різноманітні, що одна наука просо не в змозі вивчати їх усі. Цим займається відразу кілька наук: хімія, фізика, геологія, гідрографія, астрономія та ін.

За однією з існуючих класифікацій, всі об'єкти неживої природи діляться на три великі групи:

1. Тверді тіла. Сюди відносяться всі гірські породи, мінерали, речовини, що становлять ґрунт, льодовики та айсберги, планети. Це камені та поклади золота, скелі та алмази, Сонце та Місяць, комети та астероїди, сніжинки та град, піщинки та кришталь.

Ці об'єкти мають чітку форму, їм не потрібне харчування, вони не дихають і не ростуть.

1. Рідкі тіла— це всі об'єкти неживої природи, які перебувають у стані плинності, які мають певної форми. Наприклад, роса та краплі дощу, туман та хмари, вулканічна лава та річка.

Всі ці види об'єктів неживої природи тісно взаємопов'язані з іншими тілами, але також не потребують їжі, дихання і не здатні до розмноження.

1. Газоподібні тіла- Усі речовини, що складаються з газів: повітряні маси, водяна пара, зірки. Атмосфера нашої планети — ось найбільший об'єкт неживої природи, який якщо й змінюється, лише під впливом навколишнього середовища. Але при цьому не харчується, не росте, не розмножується. Однак саме повітря життєво необхідне для життя.

Які об'єкти неживої природи необхідні життя

Ми вже згадували, що без об'єктів неживої природи життя на нашій планеті неможливе. З усього розмаїття існування живої природи особливу важливість мають такі тіла неживої природи:

• Грунт.Знадобилося кілька мільярдів років, перш ніж ґрунт почав володіти тими властивостями, які дозволили з'явитися рослинам. Саме ґрунт пов'язує атмосферу, гідросферу та літосферу, у ґрунті відбуваються найважливіші фізичні та хімічні реакції: віджилі рослини та тварини розкладаються, трансформуються у корисні копалини. А ще ґрунт захищає живі організми від токсинів, нейтралізуючи отруйні речовини.
• Повітря- Вкрай необхідна субстанція для життя, тому що всі об'єкти живої природи дихають. А рослинам повітря необхідне як дихання, але й освіти поживних речовин.
• Вода- Основа основ і причина зародження життя на Землі. Всі живі організми потребують води, для когось це місце існування (риби, морські тварини, водорості), для інших - джерело харчування (рослини), для третіх - найважливіший компонент поживної схеми (тварини, рослини).
• Сонцеще один об'єкт неживої природи, що стала причиною зародження життя на нашій планеті. Його тепло та енергія необхідні для зростання та розмноження, без сонця не будуть рости рослини, замруть багато фізичних та хімічних реакцій та циклів, які підтримують життєвий баланс на землі.

Зв'язок неживої природи з живою дуже багатогранна. Усі природні тіла, що оточують нас, нерозривно пов'язані тисячею ниток. Наприклад, людина — об'єкт живої природи, але йому потрібні повітря, води та Сонце для життя. А це об'єкти неживої природи. Або рослини — їхнє життя неможливе без грунту, води, сонячного тепла і світла. Вітер — об'єкт неживої природи, що помітно впливає на здатність рослин до розмноження, розносячи насіння або здуваючи сухе листя з дерев.

З іншого боку, і живі організми незмінно впливають на об'єкти неживої природи. Так, мікроорганізми, риби та тварини, що мешкають у воді, підтримують її хімічний склад, рослини, вмираючи та згниваючи, насичують ґрунт мікроелементами.

Екологія - одна з основних складових біології, що вивчає взаємодію навколишнього середовища з організмами. Середовище включає різні чинники живої і неживої природи. Вони можуть бути як фізичними, і хімічними. Серед перших можна назвати температуру повітря, сонячні промені, воду, структуру ґрунту та товщину її шару. До факторів неживої природи відносяться також склади грунту, повітря і речовин, що розчиняються у воді. Крім того, існують ще й біологічні фактори – організми, які мешкають у такій місцевості. Про екологію вперше почали говорити в 60-х роках минулого століття, виникла вона з такої дисципліни, як природна історія, яка займалася спостереженнями за організмами та їх описом. Далі у статті будуть описані різні явища, що формують довкілля. З'ясуємо також, що таке фактори неживої природи.

Загальна інформація

Для початку визначимо, чому організми мешкають саме у певних місцях. Цим питанням поставилися натуралісти під час дослідження земної кулі, коли вони складали список усіх живих істот. Тоді було виявлено дві характерні рисиякі спостерігалися по всій території. Перша - у кожній новій області визначаються нові види, які раніше не виявлялися. Вони поповнюють список офіційно зареєстрованих. Друге - незалежно від кількості видів, що зростає, існує кілька основних типів організмів, які зосереджені в одному місці. Так, біоми – це великі спільноти, які мешкають на суші. Кожна група має власну структуру, у якій домінує рослинність. Але чому в різних частинах земної кулі, що навіть знаходяться на великій відстані один від одного, можна зустріти схожі групи організмів? Давайте розумітися.

Людина

У Європі та Америці існує думка, що людина створена, щоб підкорювати природу. Але на сьогоднішній день стало ясно, що люди - складова довкілля, а не навпаки. Тому суспільство виживе лише в тому випадку, якщо буде жива природа (рослини, бактерії, гриби та тварини). Головним завданням людства є збереження екосистеми Землі. Але для того, щоб вирішити, як не слід чинити, нам необхідно вивчити закони взаємодії організмів. Чинники неживої природи мають особливе значення у житті. Наприклад, ні для кого не секрет, наскільки важлива сонячна енергія. Вона забезпечує стабільне перебіг багатьох процесів у рослинах, у тому числі і культурних. Їх вирощує людина, забезпечуючи себе їжею.

Екологічні чинники неживої природи

У областях, які мають постійний клімат, мешкають біоми одного типу. Які чинники неживої природи існують взагалі? З'ясуємо це. Рослинність визначається з допомогою клімату, а образ співтовариства - з допомогою рослинності. Чинником неживої природи є сонце. Поруч із екватором промені вертикально падають на землю. За рахунок цього тропічні рослини одержують більше ультрафіолету. Інтенсивність променів, що падають у високих широтах Землі, слабша, ніж поблизу екватора.

Сонце

Слід зазначити, що з нахилу земної осі у різних областях температура повітря змінюється. Окрім тропіків. Сонце відповідає за температуру середовища. Наприклад, за рахунок вертикальних променів, у тропічних областях постійно тримається спека. У таких умовах зростання рослин пришвидшується. На видове розмаїття тієї чи іншої території впливають температурні коливання.

Вологість

Чинники неживої природи взаємопов'язані друг з одним. Так, вологість залежить від кількості отриманого ультрафіолету та від температури. Тепле повітря зберігає водяні пари краще, ніж холодне. Під час охолодження повітря 40% вологи конденсується, опускаючись на землю у вигляді роси, снігу або дощу. В області екватора теплі повітряні потоки піднімаються, проріджуються, а потім охолоджуються. Внаслідок цього на деяких територіях, які розташовані поблизу екватора, опади випадають у величезній кількості. Прикладами можна вважати басейн Амазонки, що у Південній Америці, і басейн річки Конго у Африці. За рахунок великої кількості опадів тут є тропічні ліси. В областях, де повітряні маси розсмоктуються на північ і південь одночасно, повітря, охолоджуючись, знову опускається на землю, простяглися пустелі. Далі на північ і на південь, у широтах США, Азії та Європи, постійно змінюється погода – за рахунок сильних вітрів (іноді з боку тропіків, а іноді – з полярного, холодного боку).

Грунт

Третім фактором неживої природи є ґрунт. Вона має сильний вплив на розподіл організмів. Вона формується на основі зруйнованої корінної породи з додаванням органічних речовин (мертвих рослин). Якщо відсутня необхідна кількість мінералів, рослина погано розвиватиметься, надалі може зовсім померти. Ґрунт має особливе значення у сільськогосподарській діяльності людини. Як відомо, люди вирощують різні культури, які потім вживають у їжу. Якщо склад грунту буде незадовільним, то відповідно рослини не зможуть отримати всі необхідні речовини з нього. А це, своєю чергою, призведе до втрат урожаю.

Чинники живої природи

Будь-яка рослина розвивається не окремо, а взаємодіючи з іншими представниками середовища. Серед них гриби, тварини, рослини та навіть бактерії. Зв'язок між ними може бути різний. Починаючи від користі один одному і закінчуючи негативним впливом на той чи інший організм. Симбіоз – це модель взаємодії між різноманітними особинами. У народі цей процес називають "співжиттям" різних організмів. Важливе значення у відносинах мають чинники неживої природи.

Приклади

Природа – це все те, що нас оточує та тішить око. З давніх часів вона ставала об'єктом досліджень. Саме завдяки їй люди змогли осягнути основні принципи світобудови, а також зробити для людства неймовірну кількість відкриттів. Сьогодні умовно природу можна розділити на живу і неживу з усіма властивими лише даним типам елементами та особливостями.

Нежива природа – це своєрідний симбіоз найпростіших елементів, різноманітних речовин та енергій. Сюди можна віднести ресурси, каміння, природні явища, планети та зірки. Нежива природа часто стає предметом вивчення з боку хіміків, фізиків, геологів та інших учених.

Мікроорганізми здатні вижити практично у будь-яких умовах, де є вода. Вони є навіть у твердих гірських породах. Особливістю мікроорганізмів є можливість швидкого та інтенсивного розмноження. Всі мікроорганізми мають горизонтальну передачу генів, тобто для того, щоб поширити свій вплив, мікроорганізму не обов'язково передавати гени своїм нащадкам. Вони можуть розвиватися за допомогою рослин, тварин та інших живих організмів. Саме цей фактор дозволяє їм виживати у будь-якому середовищі. Деякі мікроорганізми здатні вижити навіть у космосі.

Слід розрізняти корисні мікроорганізми та шкідливі. Корисні сприяють розвитку життя на планеті, тоді як шкідливі створені для того, щоб її руйнувати. Але в деяких випадках шкідливі мікроорганізми можуть стати корисними. Наприклад, за допомогою деяких вірусів лікують тяжкі захворювання.

Рослинний світ

Рослинний світ сьогодні великий та багатогранний. У наші дні існує безліч природних парків, які збирають у себе багато приголомшливих рослин. Без рослин не може бути життя на Землі, тому що завдяки їм відбувається вироблення кисню, який необхідний більшості живих організмів. Також рослини поглинають вуглекислий газ, який завдає шкоди клімату планети та здоров'ю людини.

Рослина – багатоклітинні організми. Сьогодні без них не можна уявити жодну екосистему. Рослини є не тільки елементом краси на Землі, але вони також дуже корисні для людини. Крім вироблення свіжого повітря рослини є цінним джерелом їжі.

Умовно рослини можна розділити за харчовою ознакою: які можна вживати і які не можна. До придатних рослин можна віднести різні трави, горіхи, фрукти, овочі, зернові культури, а також деякі водорості. До неїстівних рослин відносять дерева, багато декоративних трав, чагарники. Одна й та рослина може містити одночасно як їстівний елемент, так і неїстівний. Наприклад, яблуня та яблуко, чагарник смородини та ягода смородини.

Тваринний світ

Тваринний світ дивовижний та різноманітний. Він є всю фауну нашої планети. Особливостями тварин є можливості рухатись, дихати, харчуватися, розмножуватися. У процесі існування нашої планети багато тварин зникли, багато хто еволюціонував, а дехто просто з'явився. Сьогодні тварин поділяють за різними класифікаціями. Залежно від місця проживання та способу виживання вони бувають водоплавними або земноводними, м'ясоїдними або травоїдними тощо. Також тварин класифікують залежно від ступеня приручення: дикі та домашні.

Дикі тварини відрізняються своєю вільною поведінкою. Серед них виділяють як травоїдних, так і хижаків, які харчуються м'ясом. У різних точках планети мешкають найрізноманітніші види тварин. Усі вони намагаються пристосуватися до місця, де вони живуть. Якщо це льодовики та високі гори, то розмальовка тварин буде світлою. У пустелі та степу переважає більше колір охра. Кожна тварина намагається вижити будь-якими способами, і зміна кольору їхньої вовни або пір'я є головним доказом адаптації.

Домашні тварини також колись були дикими. Але їх приручила людина для потреб. Він почав розводити свиней, корів та овець. Як захист став використовувати собак. Для розваги приручив кішок, папуг та іншу живність. Важливість домашніх тварин у житті дуже висока, якщо вона є вегетаріанцем. Від тварин він одержує м'ясо, молоко, яйця, шерсть для одягу.

Жива і нежива природа мистецтво

Людина завжди поважала і цінувала природу. Він розуміє, що його існування можливе лише у гармонії з нею. Тому існує безліч творів великих художників, музикантів та поетів про природу. Деякі художники, залежно від прихильності до того чи іншого елементу природи, створювали свої течії в мистецтві. З'явилися такі напрямки як пейзаж та натюрморт. Великий італійський композитор Вівальді присвятив багато своїх творів природі. Одним із видатних його концертів є «Пори року».

Природа є дуже важливою для людини. Чим більше він піклуватиметься про неї – тим більше отримує в заміну. Необхідно любити і поважати її, і тоді життя на планеті буде набагато краще!

Біотичні фактори (чинники живої природи) є різноманітними формами взаємодій організмів як одного, так і різних видів.
Біологічні фактори, що впливають на життєдіяльність мікроорганізмів, - це різні взаємини між живими істотами, що виникають у природних умовах та обумовлені присутністю різноманітних видів. При цьому характер взаємодії може бути різним залежно від особливостей окремих організмів у мікробних угрупованнях.

Кожен живий організм Землі піддається впливу як чинників неживої природи, а й інших живих організмів (біотичних чинників). Тварини та рослини розподіляються не хаотично, а обов'язково утворюють певні просторові угруповання. Вхідні в них організми, безумовно, повинні мати загальні або подібні вимоги до цих умов існування, на основі яких між ними формуються відповідні залежності та взаємини. Такий взаємозв'язок виникає перш за все на основі харчових потреб (зв'язків) та способів добування енергії, необхідної для життєвих процесів.

Група біотичних факторів поділяється на внутрішньовидові та міжвидові.

Внутрішньовидові біотичні фактори
До них відносяться фактори, що діють усередині виду, на рівні популяцій.
Насамперед це чисельність популяції та її щільність — число особин виду певної площі чи обсязі. До біотичних чинників популяційного рангу ставляться також тривалість життя організмів, їх плодючість, співвідношення статей тощо. буд., які у тому мірою впливають і створюють екологічну ситуацію як і популяції, і у біоценозі. Крім того, до цієї групи факторів належать особливості поведінки багатьох тварин (етологічні фактори), насамперед поняття групового ефекту, що використовується для позначення морфологічних поведінкових змін, що спостерігаються у тварин одного виду за групового життя.

Конкуренція як форма біотичного зв'язку організмів найбільш рельєфно проявляється на популяційному рівні. При зростанні популяції, коли її чисельність наближається до насичує довкілля, вступають у дію внутрішні фізіологічні механізми регуляції чисельності цієї популяції: зростає смертність особин, знижується плодючість, з'являються стресові ситуації, бійки тощо. п. Простір і їжа стають предметом конкуренції.

Конкуренція — форма взаємовідносин організмів, що складається у боротьбі одні й самі умови середовища.

Крім внутрішньовидової розрізняють міжвидову, пряму та непряму конкуренцію. Конкуренція проявляється тим різкіше, що подібні потреби конкурентів. Рослини конкурують у боротьбі за світло, вологу; копитні, гризуни, сарана — за одні й самі джерела харчування (рослини); хижі птахи лісу та лисиці — за мишоподібних гризунів.

Міжвидові біотичні фактори та взаємодії
Дія, що надається одним видом на інший, зазвичай здійснюється через прямий контакт між особинами, якому передують або супроводжують зміни довкілля, що викликаються життєдіяльністю організмів (хімічні та фізичні зміни середовища, викликані рослинами, дощовими хробаками, одноклітинними, грибами тощо).
Взаємодія популяцій двох або кількох видів має різноманітні форми прояви як на позитивній, так і на негативній основі.

Негативні міжвидові взаємодії

Міжвидова конкуренція за простір, їжу, світло, притулок і т. п., тобто будь-яка взаємодія між двома або більше популяціями, що шкідливо позначається на їх зростанні та виживанні. Якщо два види вступають у конкуренцію за загальні для них умови, один із них витісняє інший. З іншого боку, два види можуть бути, якщо їх екологічні вимоги різні.
При міжвидовій конкуренції здійснюється активний пошук представниками двох або декількох видів тих самих харчових ресурсів середовища існування. (Найширше — це будь-яка взаємодія між двома або більше популяціями, яка шкідливо відбивається на їх зростанні та виживанні).
Конкурентні взаємини між організмами спостерігаються при спільному використанні ними факторів, кількість яких є мінімальною або недостатньою для всіх споживачів.

Хижництво — форма взаємовідносин між організмами, коли одні добувають, вбивають і поїдають інших. Хижаками є комахоїдні рослини (росянка, венерина мухоловка), а також представники тварин усіх типів. Наприклад, у типі членистоногих хижаками є павуки, бабки, сонечка; у типі хордових хижаки зустрічаються в класах риб (акули, щуки, окуні, йоржі), плазунів (крокодили, змії), птахів (сови, орли, яструби), ссавців (вовки, шакали, леви, тигри).

Різновид хижацтва - канібалізм, або внутрішньовидове хижацтво (поїдання особинами інших особин свого виду). Наприклад, самки павука каракурта поїдають самців після спарювання, балхаський окунь поїдає свою молодь і т. д. Усуваючи з популяції найслабших і найхворіших тварин, хижаки сприяють підвищенню життєздатності виду.

З екологічної точки зору, такі відносини між двома різними видами сприятливі для одного з них і несприятливі для іншого. Руйнівний ефект виявляється значно меншим, якщо популяція розвивалася разом у середовищі, стабільному протягом тривалого періоду. При цьому обидва види приймають такий спосіб життя і такі чисельні співвідношення, які замість поступового зникнення жертви чи хижака забезпечують їхнє існування, тобто здійснюється біологічне регулювання популяцій.

Антибіоз - форма антагоністичних взаємин організмів, коли один із них пригнічує життєдіяльність інших найчастіше виділенням особливих речовин, так званих антибіотиків та фітонцидів. Антибіотики виділяються нижчими рослинами (гриби, лишайники), фітонциди – вищими. Так, гриб пеніцилл виділяє антибіотик пеніцилл, який пригнічує життєдіяльність багатьох бактерій; молочнокислі бактерії, що мешкають у кишечнику людини, пригнічують гнильні бактерії. Фітонциди, що мають бактерицидну дію, виділяють сосна, кедр, цибуля, часник та інші рослини. Фітонциди застосовуються в народній медицині та лікарській практиці.

Розрізняють форми антибіозу:

— Аменсалізм — взаємини, за яких один вид створює негативні умови для іншого, проте сам при цьому не має протидії. Такі взаємини між пліснявими грибами, які продукують антибіотики, та бактеріями, життєдіяльність яких при цьому пригнічується або суттєво обмежується.

— Алелопатія — взаємодія рослинних організмів у фітоценозах — хімічний взаємовплив одних видів рослин на інші за допомогою специфічно діючих кореневих виділень, продуктів метаболізму надземної частини (ефірних олій, глікозидів, фітонцидів, які поєднуються єдиним терміном — калини). Найчастіше алелопатія проявляється у витісненні одного виду іншим. Наприклад, пирій чи інші бур'яни витісняють чи пригнічують культурні рослини, горіх чи дуб своїми виділеннями пригнічують трав'янисту рослинність під кроною тощо.
Зрідка спостерігається взаємодопомога або сприятливий ефект від спільного зростання (віко-овсяна суміш, посіви кукурудзи та сої та ін.).

Позитивні міжвидові взаємодії

Симбіоз (мутуалізм) — форма взаємовідносин організмів різних систематичних груп, коли він спільне існування взаємовигідне для особин двох чи більше видів. Симбіонтами можуть бути лише рослини, рослини та тварини або лише тварини. Симбіоз розрізняють за ступенем з'єднання партнерів та їх харчової залежності один від одного.

Симбіоз бульбочкових бактерій з бобовими, мікориза деяких грибів з корінням дерев, лишайники, терміти і джгутикові найпростіші їх кишечника, що руйнують целюлозу їхньої рослинної їжі, - приклади зумовлених їжі симбіонтів.
Деякі коралові поліпи, прісноводні губки утворюють спільноти з одноклітинними водоростями. Подібне з'єднання не з метою живлення одного за рахунок іншого, а тільки для отримання захисту або механічної опори спостерігається у рослин, що лазять і кучерявих.

Цікавою формою співробітництва, що нагадує симбіоз, є стосунки між раками-самітниками та актініями (актинія використовує раку для пересування і одночасно служить йому захистом завдяки її жагучим клітинам), що часто ускладнюються присутністю інших тварин (наприклад, поліхетнереїд), що живляться залишками їжі раку та актинії. У гніздах птахів, норах гризунів мешкають постійні співмешканці, які використовують мікроклімат сховищ і знаходять там їжу.
На корі стовбурів дерев поселяються різноманітні рослини-епіфіти (водорості, лишайники). Така форма взаємовідносин між двома видами, коли діяльність одного з них доставляє їжу чи притулок іншому, одержала назву комменсалізм. Це одностороннє використання одного виду іншим без заподіяння йому шкоди.

Чинники неживої природи (абіотичні),

Для чого треба бути знайомим із соціологією.

Можна перекручено представляти графічну інформацію через:

– перенесення вихідної точки лінії, зображеної на графіку ближче до початку осі координат деяке збільшення масштабу осі Y;

- Відсутність числових поділів на осі Y;

- Збільшення масштабу одиниць по осі Y і зменшення по осі Х

- тенденційний підбір даних

Під час подання соціологічної інформації обов'язково має бути зазначено кількість опитаних, кого і де і коли опитували.

ПР. У газеті "Новий погляд" опубліковано дані соціологічного дослідження про право на аборт. В опитуванні взяли участь студенти 18-19 років. Опитано 24 особи. Дані відсотки: 96% вважають, що свобода сексуальних стосунків має бути обмежена, якщо партнери не мають контрацептивного захисту, 4% – не погоджуються з цим. Але тут 4% = 0,96 чоловік. У висновках: "сучасна молодь негативно ставиться до явища аборту як такого". Але чи тотожні «молодь» та «студенти», яких опитали.

Абіотичні фактори:

• кліматичні
• едафогенні (грунтові) - фізико-механічний склад, вологоємність, щільність, пористість, повітропроникність та ін.
• орографічні - рельєф, висота над рівнем моря
• хімічні - газовий склад повітря, сольовий склад води, кислотність, склад ґрунтових розчинів, тип крижаного покриву та ін.

Біотичні фактори:

• фітогенні (рослинні організми)
• зоогенні (тварини)
• мікробіогенні (віруси, бактерії та ін.)
• антропогенні (діяльність людини).

Класифікація характеру мінливості ЕФ — первинні періодичніфактори (пов'язані з астрономічними процесами, обертанням землі та ін.); вторинні періодичніфактори (вологість, температура та ін.); неперіодичніфактори (часто пов'язані з діяльністю людини).

Типізація найголовніших астрономічних та геофізичних кліматичних факторів:

• промениста енергія Сонця (48% надходить у видимій частині спектра в діапазоні довжин хвиль 0,4-0,76 мкм; 45% - на довжинах хвиль 0,75 мкм - 10-3 м; 7% - на L менше 0,4 мкм, в УФ діапазоні). Кількість енергії сонячної радіації, що надходить на поверхню Землі, - близько 21.1023 кДж (0,14 Дж/см2 на рік)
• освітленість земної поверхні
• волого- та водозміст атмосфери, різниця між максимальною та абсолютною вологістю повітря – дефіцит вологості.

Важливий екологічний параметр: чим вищий дефіцит вологості, тим сухіший і тепліший клімат, що сприяє у певні проміжки часу (вегетаційний період) посиленому плодоношенню рослин

• опади, рідкі та тверді - найважливіший фактор, що визначає, у тому числі, і транскордонне перенесення забруднюючих речовин в атмосфері
• газовий склад атмосфери (склад земної атмосфери відносно постійний, включає переважно азот і кисень з незначною домішкою діоксиду вуглецю і аргону, а також ряду інших малих газових компонентів)
• температура поверхні землі, сезонно-мерзлі та багаторічно-мерзлі ґрунти («вічна мерзлота»)
• рух повітряних мас, вітровий вплив; вітер - найважливіший фактор перенесення та розподілу домішок в атмосферному повітрі
• тиск атмосфери (нормальне 1 кПа - 750,1 мм рт. ст.) - розподіл полів тиску викликає циркуляційні процеси в атмосфери, формування циклонів та антициклонів
• абіотичні фактори стану ґрунтового покриву - родючість ґрунту визначається фіз. та хім. властивостями ґрунту
• абіотичні фактори водного середовища (71% від загальної площі земної поверхні займає Світовий океан) - солоність води, вміст у ній кисню та діоксиду вуглецю.

Біотичні факториподіляються на прямі та непрямі . Будь-який живий організм пристосований до певних умов стану ОС. Комплекс вимог того чи іншого живого організму до факторів стану середовища (і меж їх мінливості) зумовлюють межірозповсюдження (ареал) та місце в екосистемі. Сукупність безлічі параметрів стану ОС, що визначають умови існування та характер функціональних особливостей поведінки цього організму (перетворення ним сонячної енергії, обмін інформацією із середовищем та собі подібними та ін.) являє собою екологічну нішу цього виду .

Усі живі організми існують лише у формі популяцій. Населення – це сукупність особин одного виду, що населяють певний простір, всередині якого здійснюється той чи інший ступінь обміну генетичною інформацією. Кожна населення має певну структуру — вікову, сексуальну, просторову. Людина, впливаючи на тваринний та рослинний світ, завжди впливає на популяції, змінюючи їх параметри та структуру, що може призвести до деградації та загибелі популяцій.

Сукупність спільно мешкають різних видів організмів та умов їх існування, що у закономірної взаємозв'язку друг з одним, називається екологічної системою ( екосистемою ). Для позначення подібних угруповань загальноприйнятий термін "біогеоценоз" (біо - життя, гео - Земля, ценоз - спільнота).

Екосистема— природна система, в якій живі організми і середовище їхнього існування об'єднані в єдине функціональне ціле через обмін речовин і енергії, тісний причинно-наслідковий взаємозв'язок і залежність екологічних компонентів, що її складають.

Читайте також:

Біосфера

7. Взаємини між організмами

Серед величезної різноманітності взаємозв'язків живих істот виділяють певні типи відносин, що мають багато спільного в організмів різних систематичних груп. 1…

Біосфера, ноосфера, людина

Взаємозв'язок космосу та живої природи

Завдяки взаємозв'язку всього існуючого космос надає активний вплив на різні процеси життя на Землі. Вернадський, говорячи про фактори, що впливають на розвиток біосфери, вказував серед інших і космічний вплив.

Взаємодія сил у природі

1. Залежність сил взаємодії між молекулами від відстані з-поміж них

Область простору, де проявляється дію молекулярних сил, називають сферою молекулярного дії. Радіус цієї сфери дорівнює приблизно 1*10-9 м. Сили молекулярної взаємодії залежать від відстані між молекулами.

Взаємозв'язок та регуляція обміну вуглеводів, ліпідів, білків в організмі людини

Взаємозв'язок між обмінами вуглеводів, ліпідів та білків

Обмін білків Основні функції: структурна (пластична), каталітична (ферменти), скорочувальна, захисна (антитіла), регуляторна (пептидні гормони), транспортна (мембранні білки-переносники, сироваткові альбуміни).

Вплив Сонця на біологічне життя Землі

§ 2. Взаємозв'язок між активністю Сонця, нервовою системою людини та смертністю

Яким є вплив Сонця на нервову систему людини? Як його активність позначається збільшення смертності? У роботах неодноразово згаданого нами Чижевського було доведено, що обурення на Сонці (виверження, вибухи…)

Основні теорії еволюції живої природи

У 18 столітті з'явилися ідеї, пов'язані як із визнанням градації, а й постійного ускладнення органічних форм. Швейцарський дослідник Ш. Бонне вперше використав поняття еволюції як процесу тривалої, поступової зміни…

Докази еволюції живої природи

Докази еволюції живої природи

Еволюційні процеси спостерігаються як і природних умовах, і у лабораторії. Відомі випадки утворення нових видів. Також описані випадки розвитку нових властивостей за допомогою випадкових мутацій.

1. Екологічні чинники, що впливають живий організм.

Живі організми та навколишнє середовище

1.1. Чинники неживої природи.

Для областей з однаковим кліматом характерні біоми одного й того самого типу; Клімат визначає тип рослинності в даній місцевості, а рослинність у свою чергу визначає вигляд співтовариства. Клімат залежить головним чином від сонця.

Ідеї ​​виникнення та еволюції життя

Ідея еволюції живої природи

Ідея еволюції живої природи виникла в Новий час як протиставлення креаціонізму (від латів. "Створення") - вченню про створення світу богом з нічого і незмінності створеного творцем світу ...

Органічна жива природа у концепції сучасного природознавства

1. Основні області Світу - Космос, Біота та Соціум. Специфіка живої речовини (Біоти) та проблеми вивчення живої природи в природознавстві

жива природа організм сонячний Космос (грец. к'умпт — порядок) — у матеріалістичній філософії (починаючи зі школи піфагорійців) — упорядкований Всесвіт (на противагу хаосу)…

Відмінність живої природи від неживої

Відмінності живої та неживої природи

Принципу найменшого впливу підпорядковуються всі системи неорганічного світу. У біологічному та рослинному світі цей принцип не має такого широкого поширення.

Польова форма матерії

8. Основні висновки вчення Вернадського про біосферу. Охарактеризуйте поняття "екосистема", "біогеоценоз", "екологічна ніша", "біоценоз". Чим визначається їхня стійкість, які зв'язки існують між організмами в екосистемі, і як вони моделюються?

В.І. Вернадський перший аргументовано проаналізував основи теорії функціонування біосфери з урахуванням її системної якості, специфіки організації, можливості розвитку в режимі "ефективність-оптимум". Він побачив…

Роль симетрії та асиметрії у науковому пізнанні

8. Асиметрія як лінія, що розмежовує, між живою і неживою природою

Пастером було встановлено, що це амінокислоти і білки, що входять до складу живих організмів, є «лівими», т. е. відрізняються оптичними властивостями. Пояснити походження «лівизни» живої природи він намагався...

Еволюційні вчення

4. Питання походження основних царств живої природи

Одиницею класифікації, як рослин, так тварин, служить вид. Можна в загальному сенсі визначити вид як популяцію особин, які мають подібні морфологічні та функціональні ознаки.

Біологія
5 клас

§ 5. Екологічні чинники та їх вплив на живі організми

1. Що вивчає екологія?
2. Наведіть приклади впливу умов середовища на організми.

Екологічні фактори. Умови середовища надають певний вплив (позитивний чи негативний) на існування та географічне поширення живих істот. У зв'язку з цим умови середовища розглядають як екологічні чинники.

Екологічні чинники дуже різноманітні як у своїй природі, і по впливу живі організми. Умовно всі чинники середовища поділяються на три основні групи – абіотичні, біотичні та антропогенні.

Абіотичні фактори- це фактори неживої природи, насамперед кліматичні: сонячне світло, температура, вологість та місцеві: рельєф, властивості ґрунту, солоність, течії, вітер, радіація тощо (рис. 14). Ці фактори можуть впливати на організми прямо, тобто безпосередньо, як світло або тепло, або побічно, як, наприклад, рельєф, який зумовлює дію прямих факторів - освітленості, зволоження, вітру та інших.

Рис. 14. Вплив світла на розвиток кульбаби:
1 – при яскравому освітленні; 2 - при недостатньому освітленні (у тіні)

Антропогенні фактори- це всі ті форми діяльності людини, які впливають на природне середовище, змінюючи умови проживання живих організмів, або безпосередньо впливають на окремі види рослин та тварин (рис. 15).

Рис. 15. Антропогенні фактори

У свою чергу організми самі можуть впливати на умови свого існування. Наприклад, наявність рослинного покриву пом'якшує добові коливання температури поблизу поверхні землі (під пологом лісу чи трави), впливає структуру і хімічний склад грунтів.

Усі екологічні чинники надають певний вплив на організми та необхідні їхнього життя.

Але особливо різкі зміни у зовнішній зовнішності та у внутрішній будові організмів викликають такі фактори неживої природи, як світло, температура, вологість.

Нові поняття

Екологічні фактори: абіотичні, біотичні, антропогенні

Запитання

1. Що таке екологічні фактори?
2. Які групи екологічних факторів вам відомі?

Подумайте

Яке значення для життя на планеті мають зелені рослини?

Завдання

Щоб краще засвоїти навчальний матеріалнавчитеся правильно працювати з текстом підручника.

Як працювати з текстом підручника

1. Прочитайте назву параграфа. Воно відбиває його головний зміст.
2. Прочитайте питання перед текстом пункту. Намагайтеся на них відповісти. Це допоможе вам краще зрозуміти текст параграфа.
3. Прочитайте питання наприкінці параграфа. Вони допоможуть виділити найважливіший матеріал параграфа.
4. Прочитайте текст, подумки розбийте його на «смислові одиниці», складіть план.
5. Проведіть сортування тексту (нові терміни та визначення вивчіть напам'ять, основні положення запам'ятайте, вмійте їх доводити та підтверджувати прикладами).
6. Коротко перекажіть параграф.

Короткий зміст глави

Біологія - наука про життя, про живі організми, що мешкають на Землі.

Біологія вивчає будову та життєдіяльність живих організмів, їх різноманіття, закони історичного та індивідуального розвитку.

Область поширення життя становить особливу оболонку Землі – біосферу.

Розділ біології про відносини організмів між собою та з навколишнім середовищем називають екологією.

Біологія тісно пов'язана з багатьма сторонами практичної діяльності людини – сільським господарством, медициною, різними галузями промисловості, зокрема харчовою та легкою, тощо.

Живі організми нашій планеті дуже різноманітні. Вчені виділяють чотири царства живих істот: Бактерії, Гриби, Рослини та Тварини.

Кожен живий організм складається з клітин (виняток становлять віруси). Живі організми харчуються, дихають, виділяють продукти життєдіяльності, ростуть, розвиваються, розмножуються, сприймають впливи довкілля та реагують на них.

Кожен організм живе у певному середовищі. Все те, що оточує жива істота, називають середовищем проживання.

На нашій планеті виділяють чотири основні довкілля, освоєні та заселені організмами. Це водне, наземно-повітряне, ґрунтове та середовище всередині живих організмів.

Кожне середовище має свої специфічні умови життя, до яких організми пристосовуються. Цим пояснюється велика різноманітність живих організмів нашій планеті.

Умови середовища надають певний вплив (позитивний чи негативний) на існування та географічне поширення живих істот. У зв'язку з цим умови середовища розглядають як екологічні чинники.

Умовно всі чинники середовища поділяються на три основні групи – абіотичні, біотичні та антропогенні.

Вплив середовища на організм.

Будь-який організм є відкритою системою, а отже отримує ззовні речовину, енергію, інформацію і таким чином повністю залежить від середовища. Це відбито у законі, відкритим російським ученим К.Ф. Кермо: «результати розвитку (змін) будь-якого об'єкта (організму) визначаються співвідношенням його внутрішніх особливостейі особливостей того середовища, в якому він знаходиться». Іноді цей закон називають першим екологічним законом, оскільки він є універсальним.

Організми впливають на середовище, змінюючи газовий склад атмосфери (Н: у результаті фотосинтезу), беруть участь у формуванні ґрунту, рельєфу, клімату та ін.

Межа впливу організмів на довкілля описує інший екологічний закон (Куражковський Ю.Н.): кожен вид організмів, споживаючи з навколишнього середовища необхідні йому речовини і виділяючи в неї продукти своєї життєдіяльності, змінює її таким чином, що довкілля стає непридатним для його існування .

1.2.2. Екологічні чинники середовища та його класифікація.

Безліч окремих елементів довкілля, що впливають на організми хоча б на одній із стадій індивідуального розвитку, називаються екологічними факторами

За природою походження виділяють абіотичні, біотичні та антропогенні фактори. (Слайд 1)

Абіотичні фактори- це властивості неживої природи (температура, світло, вологість, склад повітря, води, ґрунту, природний радіаційний фон Землі, рельєф місцевості) та ін, які прямо чи опосередковано впливають на живі організми.

Біотичні фактори- це всі форми впливу живих організмів одна на одну. Дія біотичних факторів може бути як прямою, так і непрямою, виражаючись у зміні умов навколишнього середовища, наприклад, зміна складу ґрунту під впливом бактерій або зміна мікроклімату в лісі.

Взаємні зв'язки між окремими видами організмів лежать в основі існування популяцій, біоценозів та біосфери загалом.

Раніше до біотичних факторів відносили і вплив людини на живі організми, проте в даний час виділяють особливу категорію факторів, що породжуються людиною.

Антропогенні фактори- це всі форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи як довкілля та інших видів і безпосередньо позначаються на їхньому житті.

Діяльність людини на планеті слід виділяти в особливу силу, що надає на природу як прямий, так і опосередкований вплив. До прямому впливувідносять споживання, розмноження та розселення людиною як окремих видів тварин і рослин, так і створення цілих біоценозів. Непрямий впливздійснюється шляхом зміни довкілля організмів: клімату, режиму річок, стану земель та ін. У міру зростання народонаселення та технічної озброєності людства питома вага антропогенних екологічних факторів неухильно зростає.

Екологічні чинники мінливі у часі та просторі. p align="justify"> Деякі фактори середовища вважаються відносно постійними протягом тривалих періодів часу в еволюції видів. Наприклад, сила тяжіння, сонячна радіація, сольовий склад океану. Більшість екологічних факторів – температура повітря, вологість, швидкість руху повітря – дуже мінливі у просторі та в часі.

Відповідно, залежно від регулярності впливу, екологічні фактори ділять на (Слайд 2):

· регулярно-періодичні , що змінюють силу впливу у зв'язку з часом доби, сезоном року або ритмом припливів та відливів в океані. Наприклад: зниження температури у помірному кліматичному поясі північної широти з настанням зими року тощо.

· нерегулярно-періодичні , явища катастрофічного характеру: бурі, зливи, повені та ін.

· неперіодичні, що виникають спонтанно, без чіткої закономірності, разово. Наприклад, виникнення нового вулкана, пожежі, діяльність людини.

Таким чином, кожен живий організм зазнає впливу неживої природи, організмів інших видів, у тому числі й людини, і, у свою чергу, впливає на кожну з цих складових.

По черговості фактори поділяються на первинні і вторинні .

Первинніекологічні чинники існували на планеті завжди, ще до появи живих істот і все живе до цих факторів пристосувалося (температура, тиск, припливи, сезонна та добова періодичність).

Вторинніекологічні чинники виникають і змінюються завдяки мінливості первинних екологічних факторів (каламутність води, вологість повітря та ін.).

По дії на організм всі фактори поділяються на фактори прямої дії і непрямі .

За ступенем впливу їх поділяють на летальний (що призводить до загибелі), екстремальний, лімітуючий, хвилюючий, мутагенний, тератогенний, що призводить до каліцтв у ході індивідуального розвитку).

Кожен екологічний фактор характеризується певними кількісними показниками: силою, тиском, частотою, інтенсивністю та ін.

1.2.3. Закономірності впливу екологічних чинників на організми. Лімітуючий фактор. Закон мінімуму Лібіха. Закон толерантності Шелфорд. Вчення про екологічні оптимуми видів. Взаємодія екологічних факторів.

Незважаючи на різноманіття екологічних факторів та різну природу їх походження, існують деякі загальні правила та закономірності їхнього впливу на живі організми. Будь-який екологічний фактор може впливати на організм таким чином (Слайд):

· Змінювати географічне поширення видів;

· Змінювати плодючість і смертність видів;

· Викликати міграцію;

· сприяти появі у видів пристосувальних якостей та адаптацій.

Найбільш ефективна дія фактора при деякому значенні фактора, оптимальному для організму, а не за його критичних значень. Розглянемо закономірності впливу чинника на організми. (Слайд).

Залежність результату дії екологічного фактора від його інтенсивності. зоною оптимуму (Нормальної життєдіяльності). Чим значніше відхилення впливу чинника від оптимуму, тим більше цей чинник пригнічує життєдіяльність популяції. Цей діапазон називається зоною пригнічення (песимуму) . Максимально і мінімально перенесені значення чинника - це критичні точки, поза яких існування організму чи популяції неможливе. Діапазон дії фактора між критичними точками називається зоною толерантності (витривалості) організму по відношенню до цього фактора. Крапка на осі абсцис, яка відповідає найкращому показнику життєдіяльності організму, означає оптимальну величину фактора і називається точкою оптимуму. Так як важко визначити точку оптимуму, то зазвичай говорять про зоні оптимуму чи зоні комфорту. Таким чином, точки мінімуму, максимуму та оптимуму складають три кардинальні точки , Які визначають можливі реакції організму на даний фактор Умови середовища, в яких будь-який фактор (або сукупність факторів) виходить за межі зони комфорту і має пригнічуючу дію, в екології називають екстремальними .

Розглянуті закономірності звуться «правило оптимуму» .

Для життя організмів необхідне певне поєднання умов. Якщо всі умови довкілля сприятливі, крім одного, саме це умова стає вирішальним життя розгляданого організму. Воно обмежує (лімітує) розвиток організму, тому називається лімітуючим фактором . Т.о. лімітуючий фактор - екологічний фактор, значення якого виходить за межі виживання виду.

Наприклад, замори риб узимку у водоймах викликані нестачею кисню, коропи не живуть в океані (солона вода), міграцію ґрунтових черв'яків викликає надлишок вологи та нестачу кисню.

Спочатку було встановлено, що розвиток живих організмів обмежує нестачу будь-якого компонента, наприклад, мінеральних солей, вологи, світла тощо. У середині XIX століття німецький хімік-органік Юстас Лібіх першим експериментально довів, що зростання рослини залежить від того елемента живлення, який є у відносно мінімальній кількості. Він назвав це явище законом мінімуму; на честь автора його ще називають законом Лібіха . (Бочка Лібіха).

У сучасному формулюванні закон мінімуму звучить так: витривалість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі його екологічних потреб. Однак, як з'ясувалося пізніше, лімітуючим може бути не лише недолік, а й надлишок фактора, наприклад, загибель урожаю через дощі, перенасичення ґрунту добривами тощо. Поняття про те, що нарівні з мінімумом фактором, що лімітує, може бути і максимум, ввів через 70 років після Лібіха американський зоолог В. Шелфорд, який сформулював закон толерантності . Згідно закону толерантності лімітуючим фактором процвітання популяції (організму) може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, а діапазон між ними визначає величину витривалості (межа толерантності) або екологічну валентність організму до цього фактора

Принцип лімітуючих факторів справедливий для всіх типів живих організмів - рослин, тварин, мікроорганізмів і відноситься як до абіотичних, так і біотичних факторів.

Наприклад, лімітуючим чинником у розвиток організмів цього виду може бути конкуренція з боку іншого виду. У землеробстві лімітуючим чинником часто стають шкідники, бур'яни, а деяких рослин лімітуючим чинником розвитку стає недолік (чи відсутність) представників іншого виду. Наприклад, до Каліфорнії із середземномор'я завезли новий видінжиру, але він не плодоносив, поки звідти не завезли єдиний для нього вид бджіл-запилювачів.

Відповідно до закону толерантності будь-який надлишок речовини або енергії виявляється забрудненим середовищем початком.

Так, надлишок води навіть у посушливих районах шкідливий і вода може розглядатися як звичайний забруднювач, хоча в оптимальних кількостях вона просто потрібна. Зокрема, надлишок води перешкоджає нормальному ґрунтоутворенню у чорноземній зоні.

Широку екологічну валентність виду стосовно абіотичних факторів середовища позначають додаванням до назви фактора приставки "еврі", вузькою «стіно». Види, існування яких необхідні суворо певні екологічні умови, називають стенобіонтними , а види, що пристосовуються до екологічної обстановки з широким діапазоном зміни параметрів, - еврібіонтними .

Наприклад, тварини, здатні виносити значні коливання температури, називаються евритермними, вузький діапазон температур характерний для стенотермних організмів. (Слайд). Невеликі зміни температури мало позначаються на евритермних організмах і можуть виявитися згубними для стенотермних (рис. 4). Еврігідроідні і стеногідроідні організми відрізняються реакцією на коливання вологості. Еврігалінні і стеногалинні – мають різну реакцію на ступінь засоленості середовища. Евріойкі організми здатні жити в різних місцях, а стіностійкі - Виявляють жорсткі вимоги до вибору місцеперебування.

По відношенню до тиску всі організми поділяються на еврибатні і стенобатні або стопобатні (глибоководні риби).

Стосовно кисню виділяють евріоксибіонти (карась, короп) та стенооксибіонт ы (харіус).

Стосовно території (біотопу) – евритопні (велика синиця) та стенотопні (Скопа).

Стосовно їжі – еврифаги (воронові) та стенофаги , серед яких можна виділити іхтіофагів (Скопа), ентомофаги (Осід, стриж, ластівка), герпетофаги (Птах – секретар).

Екологічні валентності виду по відношенню до різних факторів можуть бути дуже різноманітними, що створює різноманітність адаптацій у природі. Сукупність екологічних валентностей по відношенню до різних факторів середовища становить екологічний спектр виду .

Межа толерантності організму змінюється під час переходу з однієї стадії розвитку в іншу. Часто молоді організми виявляються вразливішими і вимогливішими до умов середовища, ніж дорослі особини.

Найбільш критичним з погляду впливу різних факторів є період розмноження: у цей період багато факторів стають лімітуючими. Екологічна валентність для особин, що розмножуються, насіння, ембріонів, личинок, яєць зазвичай вже, ніж для дорослих нерозмножуються рослин або тварин того ж виду.

Наприклад, багато морських тварин можуть переносити солону або прісну воду з високим вмістом хлоридів, тому вони часто заходять в річки вгору за течією. Але їх личинки не можуть жити в таких водах, тому вид не може розмножуватися в річці і не обґрунтовується тут на постійне місце проживання. Багато птахів летять виводити пташенят у місця з теплішим кліматом тощо.

Досі йшлося про межу толерантності живого організму по відношенню до одного фактора, але в природі всі екологічні фактори діють спільно.

Оптимальна зона та межі витривалості організму стосовно будь-якого фактора середовища можуть зміщуватися залежно від того, в якому поєднанні діють одночасно інші фактори. Ця закономірність отримала назву взаємодії екологічних факторів (констеляція ).

Наприклад, відомо, що спеку легше переносити при сухому, а чи не вологому повітрі; загроза замерзання значно вища за низької температури із сильним вітром, ніж у безвітряну погоду. Для росту рослин необхідний, зокрема, такий елемент, як цинк, саме він часто виявляється фактором, що лімітує. Але для рослин, що ростуть у тіні, потреба в ньому менша, ніж для тих, хто перебуває на сонці. Відбувається так звана компенсація дії факторів.

Однак взаємна компенсація має певні межі і повністю замінити один із факторів іншим не можна. Повна відсутність води або хоча б одного з необхідних елементів мінерального харчування робить життя рослин неможливим, незважаючи на сприятливі поєднання інших умов. Звідси випливає, що всі умови середовища, необхідні підтримки життя, грають рівну роль і будь-який чинник може обмежувати можливості існування організмів - це закон рівнозначності всіх умов життя.

Відомо, кожен чинник неоднаково впливає різні функції організму. Умови, оптимальні для одних процесів, наприклад для зростання організму, можуть виявитися зоною пригнічення для інших, наприклад для розмноження, і виходити за межі толерантності, тобто призводити до загибелі для третіх. Тому життєвий цикл, відповідно до якого організм у певні періоди здійснює переважно ті чи інші функції - харчування, зростання, розмноження, розселення, - завжди узгоджений із сезонними змінами факторів середовища, як наприклад із сезонністю у світі рослин, зумовленою зміною пір року.

Серед законів, що визначають взаємодію індивіда або особини з навколишнім середовищем, виділимо правило відповідності умов середовища генетичної зумовленості організму . Воно стверджує, що вид організмів може існувати до тих пір і остільки, оскільки навколишнє природне середовище відповідає генетичним можливостям пристосування цього виду до її коливань і змін. Кожен вид живого виник у певному середовищі, тією чи іншою мірою пристосувався до неї і подальше існування виду можливе лише в даному чи близькому до нього середовищі. Різка та швидка зміна середовища життя може призвести до того, що генетичні можливості виду виявляться недостатніми для пристосування до нових умов. На цьому, зокрема, заснована одна з гіпотез вимирання великих плазунів із різкою зміною абіотичних умов на планеті: великі організми менш мінливі, ніж дрібні, тому для адаптації їм потрібно набагато більше часу. У зв'язку з цим докорінні перетворення природи небезпечні для сьогодні існуючих видів, зокрема й самої людини.

1.2.4. Пристосування організмів до несприятливих умов середовища

Екологічні фактори можуть виступати як:

· подразники та викликати пристосувальні зміни фізіологічних та біохімічних функцій;

· обмежувачі , що обумовлюють неможливість існування в цих умовах;

· модифікатори , що викликають анатомічні та морфологічні зміни організмів;

· сигнали , що свідчать про зміни інших факторів середовища

У процесі пристосування до несприятливих умов середовища організми змогли виробити три основні шляхи уникнення останніх.

Активний шлях– сприяє посиленню опірності, розвитку регуляторних процесів, які дозволяють здійснити всі життєві функції організмів, незважаючи на несприятливі фактори.

Наприклад, теплокровність у ссавців та птахів.

Пасивний шляхпов'язані з підпорядкуванням життєвих функцій організму зміни чинників середовища. Наприклад, явище прихованого життя , що супроводжується зупиненням життєдіяльності при пересиханні водойми, похолоданні тощо, аж до стану уявної смерті або анабіозу .

Наприклад, висушене насіння рослин, їх суперечки, а також дрібні тварини (коловертки, нематоди) здатні витримувати температури нижче 200 про С. Приклади анабіозу? Зимовий спокій рослин, сплячка хребетних тварин, збереження насіння та суперечка у ґрунті.

Явище, у якому має місце тимчасовий фізіологічний спокій у індивідуальному розвитку деяких живих організмів, зумовлений несприятливими чинниками зовнішнього середовища, називається діапаузою .

Уникнення несприятливих впливів- Вироблення організмом таких життєвих циклів, при яких найбільш вразливі стадії його розвитку завершуються в найсприятливіші за температурними та іншими умовами періоди року.

Звичайний шляхтаких пристроїв – міграція.

Еволюційно виникаючі пристосування організмів до умов довкілля, що виражається у зміні їх зовнішніх і внутрішніх особливостей носить назву адаптації . Існують різні типи адаптацій.

Морфологічні адаптації. У організмів виникають такі особливості зовнішньої будови, які сприяють виживанню та успішній життєдіяльності організмів у звичайних для них умовах.

Наприклад, обтічна форма тіла у водних тварин, будова сукулентів, пристосування галофітів.

Морфологічний тип адаптації тварини або рослини, при якому вони мають зовнішню форму, що відображає спосіб взаємодії із середовищем проживання, називають життєвою формою виду . У процесі пристосування до однакових умов середовища різні види можуть мати подібну форму життя.

Наприклад, кит, дельфін, акула, пінгвін.

Фізіологічні адаптаціївиявляються в особливостях ферментативного набору травного тракту тварин, що визначається складом їжі.

Наприклад, забезпечення вологою за рахунок окислення жиру у верблюдів.

Поведінкові адаптації– проявляються у створенні сховищ, пересуванні з метою вибору найбільш сприятливих умов, відлякування хижаків, затаювання, зграйна поведінка та ін.

Адаптації кожного організму визначаються його генетичною схильністю. Правило відповідності умов середовища генетичної зумовленості говорить: до тих пір, поки середовище, що оточує певний вид організмів, відповідає генетичним можливостям пристосування цього виду до її коливань та змін, цей вид може існувати. Різка і швидка зміна умов довкілля може призвести до того, що швидкість пристосувальних реакцій буде відставати від зміни умов середовища, що призведе до ілімінації виду. Сказане повною мірою відноситься і до людини.

1.2.5. Основні абіотичні чинники.

Нагадаємо ще раз, що абіотичні фактори – це властивості неживої природи, які прямо чи опосередковано впливають на живі організми. На Слайді 3 наведено класифікацію абіотичних факторів.

Температурає найважливішим кліматичним фактором. Від неї залежить інтенсивність обміну речовинорганізмів та їх географічне поширення. Будь-який організм здатний жити у межах певного діапазону температур. І хоча для різних видів організмів ( евритермних та стенотермних) ці інтервали різні, більшість із них зона оптимальних температур, у яких життєві функції здійснюються найактивніше і ефективно, порівняно невелика. Діапазон температур, в яких може існувати життя, становить приблизно 300 С: від -200 до +100 С. Але більшість видів і більшість їх активності присвячені ще вужчому діапазону температур. Деякі організми, особливо на стадії спокою, можуть існувати принаймні деякий час, при дуже низьких температурах. Окремі види мікроорганізмів, головним чином бактерії та водорості, здатні жити та розмножуватися при температурах, близьких до точки кипіння. Верхня межа для бактерій гарячих джерел становить 88 С, для синьо-зелених водоростей - 80 С, а для найстійкіших риб і комах - близько 50 С. Як правило, верхні граничні значення фактора виявляються більш критичними, ніж нижні, хоча багато організмів поблизу верхніх меж діапазону толерантності функціонують ефективніше.

У водних тварин діапазон толерантності до температури зазвичай більш вузький у порівнянні з наземними тваринами, оскільки діапазон коливань температури у воді менший, ніж на суші.

З погляду на живі організми вкрай важлива мінливість температури. Температура, що коливається від 10 до 20 С (в середньому складова 15 С), не обов'язково діє на організм так само, як постійна температура 15 С. постійної температури. За допомогою змінної температури вдалося прискорити розвиток яєць коника в середньому на 38,6% порівняно з розвитком при постійній температурі. Поки не ясно, чи зумовлений прискорюючий ефект самими коливаннями температури або посиленим зростанням, що викликається короткочасним підвищенням температури і не уповільненням росту, що не компенсується, при її зниженні.

Таким чином, температура є важливим і часто лімітуючим фактором. Температурні ритми значною мірою контролюють сезонну та добову активність рослин та тварин. Температура часто створює зональність і стратифікацію у водних та наземних місцеперебуваннях.

Водафізіологічно необхідна будь-якої протоплазми. З екологічної точки зору вона служить лімітуючим фактором як у наземних місцеперебуваннях, так і у водних, де її кількість схильна до сильних коливань, або там, де висока солоність сприяє втраті води організмом через осмос. Всі живі організми в залежності від потреби їх у воді, а отже, і від відмінностей місцеперебування, поділяються на ряд екологічних груп: водні або гідрофільні- постійно мешкають у воді; гігрофільні- що живуть у дуже вологих місцепроживання; мезофільні- що відрізняються помірною потребою у воді та ксерофільні- що живуть у сухих місцеперебуваннях.

Кількість опадіві вологість - основні величини, що вимірюються щодо цього фактора. Кількість опадів залежить переважно від шляхів і характеру великих переміщень повітряних мас. Наприклад, вітри, що дмуть з океану, залишають велику частинувологи на звернених до океану схилах, у результаті за горами залишається " дощова тінь " , що сприяє формуванню пустелі. Рухаючись углиб суші, повітря акумулює деяку кількість вологи, і кількість опадів знову збільшується. Пустелі, як правило, розташовані за високими гірськими хребтами або вздовж тих берегів, де вітри дмуть із великих внутрішніх сухих районів, а не з океану, наприклад, пустеля Нами в Південно-Західній Африці. Розподіл опадів по порах року - украй важливий лімітуючий фактор для організмів. Умови, що утворюються в результаті рівномірного розподілу опадів, зовсім інші, ніж при випаданні опадів протягом одного сезону. І тут тваринам і рослинам доводиться переносити періоди тривалої посухи. Як правило, нерівномірний розподіл опадів по порах року зустрічається в тропіках та субтропіках, де нерідко добре виражені вологий та сухий сезони. У тропічному поясі сезонний ритм вологості регулює сезонну активність організмів аналогічно до сезонного ритму тепла і світла в умовах помірного поясу. Роса може бути значним, а в місцях з малим випаданням дощів і дуже важливим внеском у загальну кількість опадів.

Вологість- Параметр, що характеризує вміст водяної пари в повітрі. Абсолютною вологістюназивають кількість водяної пари в одиниці об'єму повітря. У зв'язку із залежністю кількості пари, що утримується повітрям, від температури та тиску, введено поняття відносної вологості- це відношення пари, що міститься в повітрі, до пари, що насичує, при даних температурі і тиску. Так як у природі існують добовий ритм вологості - підвищення вночі та зниження вдень, і коливання її по вертикалі та горизонталі, цей фактор поряд зі світлом та температурою відіграє важливу роль у регулюванні активності організмів. Вологість змінює ефекти висоти температури. Наприклад, за умов вологості, близьких до критичних, температура має більш важливий лімітуючий вплив. Аналогічно вологість грає більш критичну роль, якщо температура близька до граничних значень. Великі водоймища значно пом'якшують клімат суші, так як для води характерна велика прихована теплота пароутворення та танення. Фактично існують два основні типи клімату: континентальнийз крайніми значеннями температури та вологості та морський,якому властиві менш різкі коливання, що пояснюється пом'якшуючим впливом великих водойм.

Доступний живим організмам запас поверхневої води залежить кількості опадів у цьому районі, але ці величини який завжди збігаються. Так, користуючись підземними джерелами, куди вода надходить з інших районів, тварини та рослини можуть отримувати більше води, ніж від надходження її з опадами. І навпаки, дощова вода іноді відразу стає недоступною для організмів.

Випромінювання Сонцяявляє собою електромагнітні хвилірізної довжини. Воно необхідне живої природі, оскільки є основним зовнішнім джерелом енергії. Спектр розподілу енергії випромінювання Сонця за межами земної атмосфери (рис.6) показує, що близько половини сонячної енергії випромінюється в інфрачервоній області, 40% - у видимій та 10% - в ультрафіолетовій та рентгенівській областях.

Треба мати на увазі те, що спектр електромагнітного випромінюванняСонце дуже широкий (мал. 7) та його частотні діапазони по-різному впливають на живу речовину. Земна атмосфера, включаючи озоновий шар, селективно, тобто вибірково за частотними діапазонами, поглинає енергію електромагнітного випромінювання Сонця і до Землі доходить в основному випромінювання з довжиною хвилі від 0,3 до 3 мкм. Більше довго і короткохвильове випромінювання поглинається атмосферою.

Зі збільшенням зенітної відстані Сонця зростає відносний вміст інфрачервоного випромінювання (від 50 до 72%).

Для живої речовини важливі якісні ознаки світла. довжина хвилі, інтенсивність та тривалість впливу.

Відомо, що тварини та рослини реагують на зміну довжини хвилі світла. Колірний зір поширений у різних групахтварин плямисто: воно добре розвинене у деяких видів членистоногих, риб, птахів і ссавців, але в інших видів тих же груп воно може бути відсутнім.

Інтенсивність фотосинтезу варіюється зі зміною довжини хвилі світла. Наприклад, при проходженні світла через воду червона і синя частини спектру відфільтровуються і зеленувате світло, що виходить, слабо поглинається хлорофілом. Однак червоні водорості мають додаткові пігменти (фікоеритрини), що дозволяють використовувати цю енергію і жити на більшій глибині, ніж зелені водорості.

І у наземних, і у водних рослин фотосинтез пов'язаний з інтенсивністю світла лінійною залежністю до оптимального рівня світлового насичення, за яким у багатьох випадках слідує зниження інтенсивності фотосинтезу при високих інтенсивності прямого сонячного світла. У деяких рослин, наприклад, у евкаліпта, фотосинтез не інгібується прямим сонячним світлом. У цьому випадку має місце компенсація факторів, оскільки окремі рослини та цілі спільноти пристосовуються до різних інтенсивностей світла, стаючи адаптованими до тіні (діатомові, фітопланктон) або прямого сонячного світла.

Тривалість світлового дня, або фотоперіод, є "реле часу" або пусковим механізмом, що включає послідовність фізіологічних процесів, що призводять до зростання, цвітіння багатьох рослин, линяння та накопичення жиру, міграції та розмноження у птахів і ссавців і до настання діапаузи у комах. Деякі вищі рослини цвітуть зі збільшенням довжини дня (рослини довгого дня), інші зацвітають при скороченні дня (рослини короткого дня). У багатьох організмів, чутливих до фотоперіоду, налагодження біологічного годинникаможна змінити експериментальним зміною фотоперіоду.

Іонізуюче випромінюваннявибиває електрони з атомів та приєднує їх до інших атомів з утворенням пар позитивних та негативних іонів. Його джерелом є радіоактивні речовини, що містяться в гірських породах, крім того, воно надходить з космосу.

Різні види живих організмів сильно відрізняються своїми здібностями витримувати великі дози радіаційного опромінення. Наприклад, доза 2 Зв (зівера) – спричиняє загибель зародків деяких комах на стадії дроблення, доза 5 Зв призводить до стерильності деяких видів комах, доза 10 Зв абсолютно смертельна для ссавців. Як показують дані більшої частини досліджень, найбільш чутливі до опромінення клітини, що швидко діляться.

Вплив малих доз радіації оцінити складніше, оскільки вони можуть спричинити віддалені генетичні та соматичні наслідки. Наприклад, опромінення сосни дозою 0,01 Зв на добу протягом 10 років викликало уповільнення швидкості зростання, аналогічне до одноразової дозі 0,6 Зв. Підвищення рівня випромінювання серед над фоновим призводить до підвищення частоти шкідливих мутацій.

У вищих рослинчутливість до іонізуючого випромінювання прямо пропорційна розміру клітинного ядра, а точніше обсягу хромосом або вмісту ДНК.

У вищих тварин не виявлено такої простої залежності між чутливістю та будовою клітин; їм важливіше значення має чутливість окремих систем органів. Так, ссавці дуже чутливі навіть до низьких доз радіації внаслідок легкої пошкоджуваності опроміненням кровотворної тканини кісткового мозку, що швидко ділиться. Навіть дуже низькі рівні хронічно діючого іонізуючого випромінювання можуть викликати в кістках та інших чутливих тканинах зростання пухлинних клітин, що може проявитися лише через багато років після опромінення.

Газовий складатмосфера також є важливим кліматичним фактором (рис. 8). Приблизно 3-3,5 млрд років тому атмосфера містила азот, аміак, водень, метан та водяну пару, а вільний кисень у ній був відсутній. Склад атмосфери значною мірою визначався вулканічними газами. Через відсутність кисню не існувало озонового екрану, що затримує ультрафіолетове випромінювання Сонця. З часом за рахунок абіотичних процесів в атмосфері планети став накопичуватися кисень, почалося формування озонового шару. Приблизно в середині палеозою споживання кисню зрівнялося з його утворенням, в цей період вміст О2 в атмосфері був близьким до сучасного - близько 20%. Далі, з середини девону, спостерігаються коливання вмісту кисню. Наприкінці палеозою сталося помітне, приблизно до 5 % сучасного рівня, зниження вмісту кисню і підвищення вмісту вуглекислого газу, що призвели до зміни клімату і, мабуть, послужили поштовхом до рясного "автотрофного" цвітіння, що створило запаси вуглеводневого палива. Потім було поступове повернення до атмосфери з низьким вмістом вуглекислого газу і високим вмістом кисню, після чого відношення О2/СО2 залишається в стані так званої коливальної стаціонарної рівноваги.

В даний час атмосфера Землі має наступний склад: кисень ~21%, азот ~78%, вуглекислий газ ~0,03%, інертні гази та домішки ~0,97%. Цікаво, що концентрації кисню та вуглекислого газу є лімітуючим для багатьох вищих рослин. У багатьох рослин вдається підвищити ефективність фотосинтезу, підвищивши концентрацію вуглекислого газу, проте маловідомо, що зниження концентрації кисню може призводити до збільшення фотосинтезу. У дослідах на бобових та багатьох інших рослинах було показано, що зниження вмісту кисню повітря до 5 % підвищує інтенсивність фотосинтезу на 50 % . Дуже важливу роль також відіграє азот. Це найважливіший біогенний елемент, що у освіті білкових структур організмів. Вітер надає лімітуючий вплив на активність та поширення організмів.

Вітерздатний навіть змінювати зовнішній виглядрослин, особливо в тих місцеперебуваннях, наприклад в альпійських зонах, де лімітуючий вплив мають інші фактори. Експериментально показано, що у відкритих гірських місцеперебуваннях вітер лімітує зростання рослин: коли збудували стіну, яка захищала рослини від вітру, висота рослин збільшилася. Велике значення мають бурі, хоча їхня дія суто локальна. Урагани та звичайні вітри здатні переносити тварин і рослини на великі відстані і тим самим змінювати склад угруповань.

Атмосферний тиск, мабуть, не є лімітуючим фактором безпосередньої дії, проте воно має пряме відношення до погоди та клімату, які мають безпосередній лімітуючий вплив.

Водні умови створюють своєрідне місце існування організмів, що відрізняється від наземної насамперед щільністю і в'язкістю. густина води приблизно в 800 разів, а в'язкість приблизно 55 разів вище, ніж в повітря. Разом з щільністю і в'язкістю найважливішими фізико-хімічними властивостями водного середовища є: температурна стратифікація, тобто зміна температури за глибиною водного об'єкта та періодичні зміни температури у часі, а також прозорість води, що визначає світловий режим під її поверхнею: від прозорості залежить фотосинтез зелених та пурпурових водоростей, фітопланктону, вищих рослин.

Як і в атмосфері, важливу роль відіграє газовий склад водного середовища. У водних місцепроживання кількість кисню, вуглекислого газу та інших газів, розчинених у воді і тому доступних організмам, сильно варіюється в часі. У водоймах з високим вмістом органічних речовин кисень є лімітуючим фактором першорядної ваги. Незважаючи на кращу розчинність кисню у воді в порівнянні з азотом, навіть у найсприятливішому випадку у воді міститься менше кисню, ніж у повітрі, приблизно 1% за обсягом. На розчинність впливають температура води та кількість розчинених солей: при зниженні температури розчинність кисню зростає, при підвищенні солоності – знижується. Запас кисню у воді поповнюється завдяки дифузії з повітря та фотосинтезу водних рослин. Кисень дифундує у воду дуже повільно, дифузії сприяє вітер та рух води. Як уже згадувалося, найважливішим фактором, що забезпечує фотосинтетичну продукцію кисню, є світло, що проникає в товщу води. Таким чином, вміст кисню змінюється у воді залежно від часу доби, пори року та місця розташування.

Зміст вуглекислого газу у воді також може сильно змінюватись, але за своєю поведінкою вуглекислий газ відрізняється від кисню, а його екологічна роль мало вивчена. Вуглекислий газ добре розчиняється у воді, крім того, у воду надходить СО2, що утворюється при диханні та розкладанні, а також із ґрунту або підземних джерел. На відміну від кисню, вуглекислий газ вступає в реакцію з водою:

з утворенням вугільної кислоти, яка реагує з вапном, утворюючи карбонати СО22- та гідрокарбонати НСО3-. Ці сполуки підтримують концентрацію водневих іонів на рівні близькому до нейтрального значення. Невелика кількість вуглекислого газу у воді підвищує інтенсивність фотосинтезу та стимулює процеси розвитку багатьох організмів. Висока концентрація вуглекислого газу є лімітуючим фактором для тварин, так як вона супроводжується низьким вмістом кисню. Наприклад, при надто високому вмісті вільного вуглекислого газу у воді гинуть багато риб.

Кислотність- Концентрація водневих іонів (рН) - тісно пов'язана з карбонатною системою. Значення рН змінюється в діапазоні 0? рН? 14: при рН = 7 середа нейтральна, при рН<7 - кислая, при рН>7 – лужна. Якщо кислотність не наближається до крайніх значень, то угруповання здатні компенсувати зміни цього фактора - толерантність співтовариства до діапазону рН дуже значна. Кислотність може бути індикатором швидкості загального метаболізму співтовариства. У водах з низьким рН міститься мало біогенних елементів, тому продуктивність тут дуже мала.

Солоність- Зміст карбонатів, сульфатів, хлоридів і т.д. - є ще одним значущим абіотичним фактором у водних об'єктах. У прісних водах солей мало, їх близько 80 % посідає карбонати. Вміст мінеральних речовин у світовому океані становить середньому 35 г/л. Організми відкритого океану зазвичай стеногалінні, тоді як організми прибережних солонуватих вод загалом евригалінні. Концентрація солей у рідинах тіла та тканинах більшості морських організмів ізотонічна концентрації солей у морській воді, так що тут не виникає проблем з осморегуляцією.

Течіяне тільки сильно впливає на концентрацію газів та поживних речовин, а й прямо діє як лімітуючий фактор. Багато річкових рослин і тварин морфологічно і фізіологічно особливим чином пристосовані до збереження свого положення в потоці: вони мають цілком певні межі толерантності до фактора течії.

Гідростатичний тискв океані має велике значення. З зануренням у воду на 10 м тиск зростає на 1 атм (105 Па). У найглибшій частині океану тиск досягає 1000 атм (108 Па). Багато тварин здатні переносити різкі коливання тиску, особливо, якщо вони в тілі немає вільного повітря. В іншому випадку можливий розвиток газової емболії. Високий тискХарактерні для великих глибин, як правило, пригнічують процеси життєдіяльності.

Ґрунтом називають шар речовини, що лежить поверх гірських порід земної кори. Російський вчений - дослідник природи Василь Васильович Докучаєв в 1870 році першим розглянув грунт як динамічне, а не інертне середовище. Він довів, що ґрунт постійно змінюється та розвивається, а в його активній зоні йдуть хімічні, фізичні та біологічні процеси. Ґрунт формується внаслідок складної взаємодії клімату, рослин, тварин та мікроорганізмів. Радянський академік ґрунтознавець Василь Робертович Вільямс дав ще одне визначення ґрунту – це пухкий поверхневий обрій суші, здатний виробляти врожай рослин. Зростання рослин залежить від вмісту необхідних поживних речовин у ґрунті та від його структури.

До складу ґрунту входять чотири основні структурні компоненти: мінеральна основа (зазвичай 50-60 % загального складу ґрунту), органічна речовина(до 10%), повітря (15-25%) та вода (25-30%).

Мінеральний скелет ґрунту- це неорганічний компонент, що утворився з материнської породи внаслідок її вивітрювання.

Понад 50 % мінерального складу грунту займає кремнезем SiO2, від 1 до 25 % посідає глинозем Al2О3, від 1 до 10 % - на оксиди заліза Fe2О3, від 0,1 до 5 % - на оксиди магнію, калію, фосфору, кальцію. Мінеральні елементи, що утворюють речовину ґрунтового скелета, різні за розмірами: від валунів та каміння до піщаних крупинок - частинок діаметром 0,02-2 мм, мулу - частинок діаметром 0,002-0,02 мм і найдрібніших частинок глини розміром менше 0,002 мм у діаметрі. Їхнє співвідношення визначає механічну структуру ґрунту . Вона має велике значення для сільського господарства. Глини та суглинки, що містять приблизно рівну кількість глини та піску, зазвичай придатні для росту рослин, оскільки містять досить поживних речовин і здатні утримувати вологу. Піщані ґрунти швидше дренуються і втрачають поживні речовини через вилуговування, але їх вигідніше використовувати для отримання ранніх врожаїв, так як їхня поверхня висихає навесні швидше, ніж у глинистих ґрунтів, що призводить до кращого прогрівання. Зі збільшенням кам'янистості ґрунту зменшується його здатність утримувати воду.

Органічна речовинаґрунти утворюється при розкладанні мертвих організмів, їх частин та екскрементів. Органічні залишки, що не повністю розклалися, називаються підстилкою, а кінцевий продукт розкладання - аморфна речовина, в якій вже неможливо розпізнати початковий матеріал, - називається гумусом. Завдяки своїм фізичним та хімічним властивостям гумус покращує структуру ґрунту та його аерацію, а також підвищує здатність утримувати воду та поживні речовини.

Одночасно з процесом гумифікації життєво важливі елементи переходять їх органічних сполук у неорганічні, наприклад: азот - в іони амонію NH4+, фосфор - в ортофосфатіони H2PO4-, сірка - в сульфатіони SO42-. Цей процес називається мінералізацією.

Ґрунтове повітря так само як і ґрунтова вода, знаходиться в порах між частинками ґрунту. Порізність зростає від глин до суглинок та пісків. Між ґрунтом та атмосферою відбувається вільний газообмін, внаслідок чого газовий склад обох середовищ має подібний склад. Зазвичай у повітрі грунту через дихання організмів, що населяють її, трохи менше кисню і більше вуглекислого газу, ніж в атмосферному повітрі. Кисень необхідний для коріння рослин, ґрунтових тварин та організмів-редуцентів, що розкладають органічну речовину на неорганічні складові. Якщо йде процес заболочування, то ґрунтове повітря витісняється водою та умови стають анаеробними. Грунт поступово стає кислим, оскільки анаеробні організми продовжують виробляти вуглекислий газ. Грунт, якщо він небагатий на підстави, може стати надзвичайно кислим, а це поряд із виснаженням запасів кисню несприятливо впливає на ґрунтові мікроорганізми. Тривалі анаеробні умови ведуть до відмирання рослин.

Грунтові частинки утримують навколо себе кілька води, що визначає вологість грунту. Частина її, яка називається гравітаційною водою, може вільно просочуватися в глиб грунту. Це веде до вимивання із ґрунту різних мінеральних речовин, у тому числі азоту. Вода може також утримуватись навколо окремих колоїдних частинок у вигляді тонкої міцної зв'язаної плівки. Цю воду називають гігроскопічною. Вона адсорбується поверхні частинок з допомогою водневих зв'язків. Ця вода найменш доступна для коріння рослин і саме вона останньої утримується в дуже сухих ґрунтах. Кількість гігроскопічної води залежить від вмісту в ґрунті колоїдних частинок, тому в глинистих ґрунтах її набагато більше – приблизно 15 % маси ґрунту, ніж у піщанистих – приблизно 0,5 %. У міру того, як накопичуються шари води навколо ґрунтових частинок, вона починає заповнювати спочатку вузькі пори між цими частинками, а потім поширюється на все більш широкі пори. Гігроскопічна вода поступово перетворюється на капілярну, яка утримується навколо грунтових частинок силами поверхневого натягу. Капілярна вода може підніматися вузькими порами і канальцями від рівня грунтових вод. Рослини легко поглинають капілярну воду, яка грає найбільшу роль регулярному постачанні їх водою. На відміну від гігроскопічної вологи, ця вода легко випаровується. Тонкоструктурні ґрунти, наприклад глини, утримують більше капілярної води, ніж грубоструктурні, такі як піски.

Вода необхідна всім ґрунтовим організмам. Вона надходить у живі клітини шляхом осмосу.

Вода також важлива як розчинник для поживних речовин та газів, що поглинаються з водного розчину корінням рослин. Вона бере участь у руйнуванні материнської породи, що підстилає ґрунт, та у процесі ґрунтоутворення.

Хімічні властивостіґрунти залежать від вмісту мінеральних речовин, які знаходяться у ньому у вигляді розчинених іонів. Деякі іони є для рослин отрутою, інші - життєво необхідні. Концентрація у ґрунті іонів водню (кислотність) рН>7, тобто в середньому близька до нейтрального значення. Флора таких грунтів особливо багата на види. Вапняні та засолені ґрунти мають рН = 8...9, а торф'яні - до 4. На цих ґрунтах розвивається специфічна рослинність.

У ґрунті мешкає безліч видів рослинних і тваринних організмів, що впливають на її фізико-хімічні характеристики: бактерії, водорості, гриби або найпростіші одноклітинні, черв'яки та членистоногі. Біомаса їх у різних ґрунтахдорівнює (кг/га): бактерій 1000-7000, мікроскопічних грибів - 100-1000, водоростей 100-300, членистоногих - 1000, черв'яків 350-1000.

У ґрунті здійснюються процеси синтезу, біосинтезу, протікають різні хімічні реакції перетворення речовин, пов'язані з життєдіяльністю бактерій. За відсутності у ґрунті спеціалізованих груп бактерій їхню роль виконують ґрунтові тварини, які переводять великі рослинні залишки в мікроскопічні частинки і таким чином роблять органічні речовини доступними для мікроорганізмів.

Органічні речовини виробляються рослинами при використанні мінеральних солей, сонячної енергії та води. Таким чином, ґрунт втрачає мінеральні речовини, які рослини взяли з неї. У лісах частина поживних речовин знову повертається у ґрунт через листопад. Культурні рослиниза якийсь період часу вилучають із ґрунту значно більше біогенних речовин, ніж повертають до нього. Зазвичай втрати поживних речовин заповнюються внесенням мінеральних добрив, які в основному не можуть бути використані рослинами і повинні бути трансформовані мікроорганізмами в біологічно доступну форму. За відсутності таких мікроорганізмів ґрунт втрачає родючість.

Основні біохімічні процеси протікають у верхньому шарі ґрунту завтовшки до 40 см, тому що в ньому живе найбільша кількість мікроорганізмів. Одні бактерії беруть участь у циклі перетворення лише одного елемента, інші – у циклах перетворення багатьох елементів. Якщо бактерії мінералізують органічну речовину – розкладають органічну речовину на неорганічні сполуки, то найпростіші знищують надмірну кількість бактерій. Дощові хробаки, личинки жуків, кліщі розпушують ґрунт і цим сприяють його аерації. Крім того, вони переробляють органічні речовини, що важко розщеплюються.

До абіотичних факторів довкілля живих організмів належать також фактори рельєфу (топографія) . Вплив топографії тісно пов'язане з іншими абіотичними факторами, оскільки вона може сильно позначатися на місцевому кліматі та розвитку ґрунту.

Головним топографічним чинником є ​​висота над рівнем моря. З висотою знижуються середні температури, збільшується добовий перепад температур, зростають кількість опадів, швидкість вітру та інтенсивність радіації, знижуються атмосферний тиск та концентрації газів. Всі ці фактори впливають на рослини та тварин, зумовлюючи вертикальну зональність.

Гірські ланцюгиможуть бути кліматичними бар'єрами. Гори служать також бар'єрами для поширення та міграції організмів і можуть грати роль лімітуючого фактора у процесах видоутворення.

Ще один топографічний фактор - експозиція схилу . У північній півкулі схили, звернені на південь, отримують більше сонячного світла, тому інтенсивність світла та температура тут вища, ніж на дні долин та на схилах північної експозиції. У південній півкулі має місце зворотна ситуація.

Важливим фактором рельєфу є також крутість схилу . Для крутих схилів характерні швидкий дренаж і змивання ґрунтів, тому тут ґрунти малопотужні та сухіші. Якщо ухил перевищує 35Ь, ґрунт і рослинність зазвичай не утворюються, а створюються осипи з пухкого матеріалу.

Серед абіотичних факторів особливої ​​уваги заслуговує вогонь або пожежа . В даний час екологи дійшли однозначної думки, що пожежу треба розглядати як один із природних абіотичних факторів поряд з кліматичними, едафічними та іншими факторами.

Пожежі як екологічний фактор бувають різних типів і залишають по собі різні наслідки. Верхові або дикі пожежі, тобто дуже інтенсивні і не підтримуються стримування, руйнують всю рослинність і всю органіку ґрунту, наслідки ж низових пожеж зовсім інші. Верхові пожежі чинять лімітуючу дію на більшість організмів - біотичній спільноті доводиться починати все спочатку, з того небагато, що залишилося, і має пройти багато років, поки ділянка знову стане продуктивною. Низові пожежі, навпаки, мають вибіркову дію: для одних організмів вони виявляються більш лімітуючим, для інших - менш лімітуючим фактором і таким чином сприяють розвитку організмів з високою толерантністю до пожеж. Крім того, невеликі низові пожежі доповнюють дію бактерій, розкладаючи померлі рослини та прискорюючи перетворення мінеральних елементів живлення на форму, придатну для використання новими поколіннями рослин.

Якщо низові пожежі трапляються регулярно раз на кілька років, на землі залишається мало хмизу, це знижує ймовірність спалаху крон. У лісах, що не горіли понад 60 років, накопичується стільки горючої підстилки та деревини, що відмерла, що при її займанні верхова пожежа майже неминуча.

Рослини виробили спеціальні адаптації до пожежі, так само, як вони зробили по відношенню до інших абіотичних факторів. Зокрема, нирки злаків та сосен приховані від вогню у глибині пучків листя чи хвоїнок. У періодично вигоряють місцеперебування ці види рослин отримують переваги, так як вогонь сприяє їх збереженню, вибірково сприяючи їх процвітанню. Широколистяні ж породи позбавлені захисних пристроїв від вогню, він для них згубний.

Таким чином, пожежі підтримують стійкість лише деяких екосистем. Листопадним і вологим тропічним лісам, рівновага яких складалася без впливу вогню, навіть низова пожежа може завдати великої шкоди, зруйнувавши багатий гумусом верхній горизонт ґрунту, призвівши до ерозії та вимивання з неї біогенних речовин.

Питання "палити чи не палити" незвичне для нас. Наслідки випалювання можуть бути дуже різними залежно від часу та інтенсивності. За своєю необережністю людина нерідко буває причиною збільшення частоти диких пожеж, тому необхідно активно боротися за пожежну безпеку у лісах та зонах відпочинку. Приватна особа в жодному разі не має права навмисно чи випадково викликати пожежу у природі. Водночас необхідно знати, що використання вогню спеціально навченими людьми є частиною правильного землекористування.

Для абіотичних умов справедливими є всі розглянуті закони впливу екологічних факторів на живі організми. Знання цих законів дозволяє відповісти питанням: чому у різних регіонах планети сформувалися різні екосистеми? Основна причина – своєрідність абіотичних умов кожного регіону.

Популяції концентруються на певній території і не можуть бути поширені скрізь з однаковою щільністю, оскільки мають обмежений діапазон толерантності по відношенню до факторів навколишнього середовища. Отже, кожному поєднання абіотичних чинників характерні свої види живих організмів. Багато варіантів поєднань абіотичних факторів і пристосованих до них видів живих організмів зумовлюють різноманітність екосистем на планеті.

1.2.6. Основні біотичні чинники.

Ареали поширення та чисельність організмів кожного виду обмежуються не лише умовами зовнішнього неживого середовища, а й їхніми стосунками з організмами інших видів. Безпосереднє живе оточення організму складає його біотичне середовище , а фактори цього середовища називаються біотичними . Представники кожного виду здатні існувати в оточенні, де зв'язки з іншими організмами забезпечують їм нормальні умови життя.

Вирізняють такі форми біотичних відносин. Якщо позначити позитивні результати відносин для організму знаком "+", негативні результати - знаком "-", а відсутність результатів - "0", то типи взаємовідносин, що зустрічаються в природі, між живими організмами можна представити у вигляді табл. 1.

Ця схематична класифікація дає загальне уявлення про різноманітність біотичних відносин. Розглянемо характерні особливостівідносин різних типів.

Конкуренціяє в природі найбільш комплексним типом відносин, при якому дві популяції або дві особи в боротьбі за необхідні для життя умови впливають одна на одну негативно .

Конкуренція може бути внутрішньовидовий і міжвидовий . Внутрішньовидова боротьба відбувається між особинами того самого виду, міжвидова конкуренція має місце між особинами різних видів. Конкурентна взаємодія може стосуватися:

· життєвого простору,

· їжі або біогенних елементів,

· Місця укриття та багатьох інших життєво важливих факторів.

Переваги в конкурентній боротьбі досягаються різними способами. За однакового доступу до ресурсу загального користування один вид може мати перевагу перед іншим за рахунок:

· Більш інтенсивного розмноження,

· споживання більшої кількостіїжі або сонячної енергії,

· Здібності краще захистити себе,

· адаптуватися до ширшого діапазону температур, освітленості чи концентрації певних шкідливих речовин.

Міжвидова конкуренція, незалежно від того, що лежить в її основі, може призвести або до встановлення рівноваги між двома видами, або до заміни популяції одного виду популяцією іншого, або до того, що один вид витіснить інший в інше місце або змусить його перейти на Використання інших ресурсів. Встановлено, що два однакових в екологічному відношенні та потребах виду не можуть співіснувати в одному місці і рано чи пізно один конкурент витісняє іншого. Це так званий принцип виключення або Гаузе.

Популяції деяких видів живих організмів уникають або знижують конкуренцію переселенням в інший регіон із прийнятними для себе умовами або переходом на більш важкодоступну або важко засвоювану їжу, або зміною часу або місця видобутку корму. Так, наприклад, яструби харчуються вдень, сови – вночі; леви полюють більших тварин, а леопарди - більш дрібних; для тропічних лісів характерна стратифікація тварин і птахів по ярусах.

З принципу Гаузе випливає, кожен вид у природі займає певне своєрідне місце. Воно визначається положенням виду у просторі, виконуваними ним функціями у співтоваристві та її ставленням до абіотичних умов існування. Місце, яке займає вигляд або організм в екосистемі, називається екологічною нішою. Образно кажучи, якщо місцепроживання - це адресу організмів даного виду, то екологічна ніша - це професія, роль організму в місці його проживання.

Вигляд займає свою екологічну нішу, щоб виконувати відвойовану ним в інших видів функцію тільки йому властивим способом, освоюючи таким чином довкілля і в той же час формуючи її. Природа дуже економна: навіть два види, що займають ту саму екологічну нішу, не можуть стійко існувати. У конкурентній боротьбі один вид витіснить інший.

Екологічна ніша як функціональне місце виду в системі життя не може довго порожні - про це говорить правило обов'язкового заповнення екологічних ніш: екологічна ніша, що пустує, завжди буває природно заповнена. Екологічна ніша як функціональне місце виду в екосистемі дозволяє формі, здатній виробити нові пристосування, заповнити цю нішу, проте іноді це потребує значного часу. Екологічні ніші, що нерідко здаються фахівцеві, порожні - лише обман. Тому людина має бути гранично обережна з висновками щодо можливості заповнення цих ніш шляхом акліматизації (інтродукції). Акліматизація - це комплекс заходів щодо вселення виду в нові місця проживання, що проводиться з метою збагачення природних чи штучних угруповань корисними для людини організмами.

Розквіт акліматизаторства припав на двадцяті - сорокові роки ХХ століття. Проте з часом стало очевидно, що або досліди акліматизації видів були безуспішними, або, що гірше, принесли дуже негативні плоди - види стали шкідниками або поширювали небезпечні захворювання. Наприклад, з акліматизованої в європейській частині далекосхідної бджолою були занесені кліщі, які збудники захворювання варроатозу, що згубив велику кількість бджолосімей. Інакше не могло бути: поміщені в чужу екосистему з фактично зайнятою екологічною нішою нові види витісняли тих, хто вже виконував аналогічну роботу. Нові види не відповідали потребам екосистеми, іноді не мали ворогів і тому могли бурхливо розмножуватись.

Класичним прикладом є інтродукція кроликів в Австралію. 1859 року в Австралію з Англії для спортивного полювання завезли кроликів. Природні умови виявилися їм сприятливими, а місцеві хижаки - динго - не небезпечними, оскільки бігали недостатньо швидко. Через війну кролики розплодилися настільки, що у великих територіях знищили рослинність пасовищ. У деяких випадках введення в екосистему природного ворога заносного шкідника приносило успіх у боротьбі з останнім, але тут не все так просто, як здається на перший погляд. Завезений ворог зовсім необов'язково зосередиться на винищуванні свого звичного видобутку. Наприклад, лисиці, інтродуковані в Австралію для знищення кроликів, знайшли вдосталь легший видобуток - місцевих сумчастих, не завдаючи запланованій жертві особливих турбот.

Конкурентні відносини чітко спостерігаються як на міжвидовому, а й на внутрішньовидовому (популяційному) рівні. При зростанні популяції, коли чисельність її особин наближається до насичення, входять у дію внутрішні фізіологічні механізми регуляції: зростає смертність, знижується плодючість, з'являються стресові ситуації, бійки. Вивченням цих питань опікується популяційна екологія.

Конкурентні відносини є одним із найважливіших механізмів формування видового складу угруповань, просторового розподілу видів популяцій та регуляції їх чисельності.

Оскільки в структурі екосистеми переважають харчові взаємодії, найбільш характерною формою взаємодії видів у трофічних ланцюгах є хижацтво , у якому особина одного виду, звана хижаком, харчується організмами (чи частинами організмів) іншого виду, званого жертвою, причому хижак живе окремо від жертви. У таких випадках кажуть, що два види залучені у стосунки хижака – жертва.

Види-жертви виробили цілу низку захисних механізмів, щоб не стати легкою здобиччю для хижака: вміння швидко бігати чи літати, виділення хімічних речовиніз запахом, що відлякує хижака або навіть отруює його, володіння товстою шкірою або панцирем, захисним забарвленням або здатністю змінювати колір.

У хижаків також є кілька способів видобутку жертви. Плотоядні, на відміну травоїдних, зазвичай змушені переслідувати і наздоганяти свою жертву (порівняйте, наприклад, рослиноїдних слонів, бегемотів, корів з м'ясоїдними гепардами, пантерами і т.п.). Одні хижаки змушені швидко бігати, інші досягають своєї мети, полюючи зграями, треті відловлюють переважно хворих, поранених та неповноцінних особин. Інший шлях забезпечення себе тваринною їжею - це шлях, яким пішла людина, - винахід знарядь лову і одомашнення тварин.