|
Живые организмы обитают в разных средах: воздушной, наземной и смежных. Для некоторых организмов средой обитания являются другие организмы.
Организмы подвержены влиянию различных факторов среды – экологических факторов, которые по своей природе могут быть абиотическими, биотическими и антропогенными.
Под абиотическими понимают факторы неживой природы – физические и химические условия среды, ограничивающие численность и распространение видов. К ним относят температуру, влажность, свет, перемещение воздушных масс (ветер), течение и соленость воды, осадки, снежный покров, магнитное поле Земли и др.
Понижение температуры приводит к снижению скорости всех биохимических процессов, поскольку уменьшается кинетическая энергия молекул, участвующих в реакциях. В то же время чрезмерное повышение температуры может приводить к денатурации структурных белков и ферментов.
В ходе эволюции у каждого вида животных, растений и микроорганизмов возникли приспособления к высоким и низким температурам. Многие насекомые с наступлением холодов прячутся в почву, под. кору деревьев, некоторые животные впадают в зимнюю спячку. Холоднокровные (пойкилотермные) животные, не владеющие системой активной терморегуляции (из позвоночных к ним принадлежат рыбы, амфибии, пресмыкающиеся), плохо переносят колебания внешней температуры, поэтому их ареалы на суше ограничены. Теплокровные (гомойотермные) животные, обладающие системой активной терморегуляции (птицы и млекопитающие), меньше зависят от окружающей среды и часто переносят неблагоприятные условия в активном состоянии.
Влажность также является важным фактором среды. Для животных, обитающих в засушливых районах, характерно накопление жира – источника метаболической воды. Например, у верблюда имеется жировой горб на спине. Растения в зависимости от влажности их среды обитания делят на несколько экологических групп. Ксерофиты – растения, произрастающие в засушливых районах. У таких растений листья часто мелкие, видоизмененные (кактусы), с плотной кутикулой, иногда опушенные, или же напротив – мясистые, запасающие влагу в сезон дождей. Устьица погружены в углубления листа, что уменьшает испарение воды (алоэ). Корни, как правило, очень длинные, достигающие грунтовых вод (верблюжья колючка). Мезофиты – растения умеренно увлажненных районов. Преобладают в умеренных поясах (клевер, тимофеевка, ландыш, кислица). Одним из приспособлений против потери воды у растений этой группы является сезонное опадение листьев (листопад). Гигрофиты – растения, существующие в условиях повышенной влажности (тропические леса, болота). Гидрофиты – растения, приспособленные к обитанию в водной среде. Обычно имеют надводную и подводную части (камыш, тростник) либо целиком погружены в воду (элодея, валлиснерия). В грунте водоема они образуют корневища с многочисленными придаточными корнями. Часто имеется система хорошо развитых межклеточных пространств, через которые снабжаются кислородом те части, которые погружены в воду и грунт.
Свет необходим для жизни как источник энергии, без которой невозможен фотосинтез. Растения имеют приспособления, позволяющие улавливать оптимальное количество света. По отношению к свету выделяют светолюбивые растения, произрастающие на открытых местах, теневыносливые, хорошо растущие при полной освещенности, но адаптирующиеся к слабому свету, и тенелюбивые, не переносящие сильного освещения.
Существенную роль в жизни живых организмов играют суточная периодичность смены дня и ночи, сезонная периодичность длины светового дня. Ритмы освещенности предопределяют различную активность животных в дневное и ночное время суток, а также сезонные явления: весной – подготовку к размножению, осенью – к зимней спячке, линьке.
Способность организмов реагировать на соотношение длительности периодов освещенности и темноты на протяжении суток называют фотопериодизмом. Например, личинка бабочки капустницы, которую содержали по 15 часов в сутки на свету, превращается в бабочку, дающую не сколько поколений без перерывов; если время пребывания на свету менее 14 часов, образуется зимующая куколка.
Растения в зависимости от реакции на длину дня делятся на длиннодневные (растения средней полосы, у которых к цветению приводит удлинение дня, - картофель, рожь, овес, пшеница) и короткодневные (растения южной полосы, у которых цветение вызывается сокращением дня – хризантема, георгина, соя, просо, конопля, кукуруза).
Соленость воды является мощным абиотическим фактором, ограничивающим распространение живых организмов. Многие пресноводные рыбы, простейшие даже при незначительном повышении концентрации солей в воде погибают от обезвоживания. Напротив, некоторые морские животные (например кораллы) очень чувствительны к опреснению и не встречаются в морях с низкой соленостью. Угорь, тихоокеанский лосось приспособились к существованию в соленых и пресных водах в зависимости от стадии жизненного цикла. Эти приспособления затрагивают кровеносную, дыхательную, выделительную системы.
Под биотическими факторами среды понимают взаимное влияние живых организмов друг на друга. Условно биотические факторы можно разделить на внутривидовые и межвидовые.
Особи внутри вида оказывают друг на друга значительное влияние, проявляющееся в борьбе за территорию, пищу, полового партнера. Такая внутривидовая конкуренция является внутривидовым биотическим фактором. Однако взаимоотношения особей внутри вида не ограничиваются только конкуренцией, а могут быть также взаимовыгодными. Так, густорастущие растения в молодом возрасте лучше противостоят натиску других видов, а гнездящиеся вплотную одна к другой полярные кайры совместными усилиями успешнее охраняют гнездовую колонию и одновременно свое собственное гнездо от нападения хищников.
В процессе эволюции в животном и растительном мире сформировалось несколько типов межвидовых взаимоотношений (конкуренция, хищничество, паразитизм, комменсализм и др.). Все они являются межвидовыми биотическими факторами.
Антропогенные факторы значительно влияют на развитие живых организмов. Потребность человечества в пищевых и территориальных ресурсах все больше возрастает, что приводит к уничтожению животных и растений, вытеснению их из естественной среды обитания. Многие виды не выдерживают конкуренции с человеком и находятся сейчас на грани истребления. Рост промышленного производства вдет к загрязнению атмосферы и гидросферы, вырубке лесов и распашке степей под сельскохозяйственные угодья.
По отношению к любому фактору среды вид обладает диапазоном устойчивости (толерантности). Если интенсивность какого-либо фактора выходит за пределы толерантности, особи вида погибают. Биологическим оптимумом называют такие условия, к которым особи вида оказываются наиболее приспособленными.
|
Живі організми живуть у різних середовищах: повітряній, наземній і суміжних. Для деяких організмів середовищем проживання є інші організми.
Організми зазнають впливу різних факторів середовища - екологічних чинників, які за своєю природою можуть бути абіотичними, біотичними та антропогенними.
Під абіотичними розуміють фактори неживої природи - фізичні й хімічні умови середовища, що обмежують чисельність та поширення видів. До них відносять температуру, вологість, світло, переміщення повітряних мас (вітер), течію і солоність води, опади, сніговий покрив, магнітне поле Землі та ін.
Зниження температури призводить до зниження швидкості всіх біохімічних процесів, оскільки зменшується кінетична енергія молекул, що беруть участь в реакціях. У той же час надмірне підвищення температури може призвести до денатурації структурних білків і ферментів.
В ході еволюції у кожного виду тварин, рослин і мікроорганізмів виникли пристосування до високих і низьких температур. Багато комах з настанням холодів ховаються в ґрунт, під кору дерев, деякі тварини впадають в зимову сплячку. Холоднокровні (пойкілотермні) тварини, що не володіють системою активної терморегуляції (з хребетних до них належать риби, амфібії, плазуни), погано переносять коливання зовнішньої температури, тому їх ареали на суші обмежені. Теплокровні (гомойотермні) тварини, що володіють системою активної терморегуляції (птахи і ссавці), менше залежать від навколишнього середовища і часто переносять несприятливі умови в активному стані.
Вологість також є важливим фактором середовища. Для тварин, що мешкають у посушливих районах, характерне накопичення жиру - джерела метаболічної води. Наприклад, у верблюда є жировий горб на спині. Рослини залежно від їх вологості середовища проживання ділять на кілька екологічних груп. Ксерофіти - рослини, які ростуть у посушливих районах. У таких рослин листя часто дрібні, видозмінені (кактуси), з щільною кутикулою, іноді опушені, або ж навпаки - м'ясисті, що запасають вологу в сезон дощів. Продихи занурені в поглиблення листа, що зменшує випаровування води (алое). Коріння, як правило, дуже довгі, що досягають ґрунтових вод (верблюжа колючка). Мезофіти - рослини помірно зволожених районів. Переважають у помірних поясах (конюшина, тимофіївка, конвалія, кислиця). Одним з пристосувань проти втрати води у рослин цієї групи є сезонне опадання листя (листопад). Гігрофіти - рослини, існуючі в умовах підвищеної вологості (тропічні ліси, болота). Гідрофіти - рослини, пристосовані до проживання у водному середовищі. Зазвичай мають надводну і підводну частини (очерет) або цілком занурені у воду (елодея, валіснерія). У ґрунті водойми вони утворюють кореневища з численними додатковими коренями. Часто є система добре розвинених міжклітинних просторів, через які забезпечуються киснем ті частини, які занурені у воду і ґрунт.
Світло необхідне для життя як джерело енергії, без якого неможливий фотосинтез. Рослини мають пристосування, що дозволяють вловлювати оптимальну кількість світла. По відношенню до світла виділяють світлолюбні рослини, що ростуть на відкритих місцях, тіньовитривалі, добре ростуть при повній освітленості, але адаптуються до слабкого світла, і тіньолюбні, не переносять сильного освітлення.
Істотну роль в житті живих організмів відіграють добова періодичність зміни дня і ночі, сезонна періодичність довжини світлового дня. Ритми освітленості зумовлюють різну активність тварин у денний і нічний час доби, а також сезонні явища: навесні - підготовку до розмноження, восени - до зимової сплячки, линяння.
Здатність організмів реагувати на співвідношення тривалості періодів освітленості і темряви протягом доби називають фотоперіодизмом. Наприклад, личинка метелика капустянки, яку містили по 15 годин на добу на світлі, перетворюється на метелика, дає не скільки поколінь без перерв; якщо час перебування на світлі менше 14 годин, утворюється зимуюча лялечка.
Рослини залежно від реакції на довжину дня діляться на довгоденні (рослини середньої смуги, у яких до цвітіння призводить подовження дня, - картопля, жито, овес, пшениця) і короткоденні (рослини південної смуги, у яких цвітіння викликається скороченням дня - хризантеми, жоржини, соя, просо, коноплі, кукурудза).
Солоність води є потужним абіотичних чинником, що обмежує поширення живих організмів. Багато прісноводної риби, найпростіші навіть при незначному підвищенні концентрації солей у воді гинуть від зневоднення. Навпаки, деякі морські тварини (наприклад корали) дуже чутливі до опріснення і не зустрічаються в морях з низькою солоністю. Вугор, тихоокеанський лосось пристосувалися до існування в солоних і прісних водах в залежності від стадії життєвого циклу. Ці пристосування впливають на кровоносну, дихальну, видільну системи.
Під біотичними факторами середовища розуміють взаємний вплив живих організмів один на одного. Умовно біотичні фактори можна розділити на внутрішньовидові та міжвидові.
Особини всередині виду надають один на одного значний вплив, що виявляється в боротьбі за територію, їжу, статевого партнера. Така внутрішньовидова конкуренція є внутрішньовидовим біотичним фактором. Однак взаємини особин усередині виду не обмежуються тільки конкуренцією, а можуть бути взаємовигідними. Так, густі рослини в молодому віці краще протистоять натиску інших видів, а гніздяться впритул одна до іншої полярні кайри спільними зусиллями успішніше охороняють гніздову колонію і одночасно своє власне гніздо від нападу хижаків.
В процесі еволюції у тваринному і рослинному світі сформувалося декілька типів міжвидових взаємовідносин (конкуренція, хижацтво, паразитизм, коменсалізм та ін.). Всі вони є міжвидовими біотичними факторами.
Антропогенні фактори значно впливають на розвиток живих організмів. Потреба людства в харчових і територіальних ресурсах все більше зростає, що призводить до знищення тварин і рослин, витіснення їх з природного середовища існування. Багато видів не витримують конкуренції з людиною і знаходяться зараз на грані винищення. Зростання промислового виробництва веде до забруднення атмосфери і гідросфери, вирубку лісів і ріллі степів під сільськогосподарські угіддя.
По відношенню до будь-якого фактору середовища вид має діапазон стійкості (толерантності). Якщо інтенсивність якого-небудь фактора виходить за межі толерантності, особини виду гинуть. Біологічним оптимумом називають такі умови, до яких особини виду виявляються найбільш пристосованими.
|
