 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
| Закономірності дії екологічних факторів
Аутекологія ( факторіальна екологія) План 1. Середовище існування. Екологічні фактори та їх класифікація. 2. Абіотичні фактори 3. Біотичних фактори. Форми біотичних відносин 4. Закономірності дії екологічних факторів
Середовище існування. Екологічні фактори та їх класифікація. Під середовищем (життя) живих організмів мається на увазі вся сукупність взаємопов”язаних природних та штучно створених компонентів, в оточенні яких живе організм і з якою він безпосередньо взаємодіє. Іншими словами, термін «середовище життя» означає все оточення, в якому відбувається діяльність людини та розвиток живої та неживої матерії. Виділяють такі основні середовища існування: Водне середовище. Ґрунтове середовище. Повітряне середовище.
Екологічний фактор - будь-який фактор середовища, що здатен прямо або опосередковано впливати на живі організми, в періопротягом хоча б однієї фази індивідуального розвитку. Екологічні фактори середовища, якими зв'язаний любий живий організм поділяються на: абіотичні, біотичні та антропогенні. · Абіотичні фактори – фактори неживої природи: кліматичних (освітлення, температура, вологість) ґрунтових (едафічних) та гідрологічних (рН, хімічний склад, вміст органіки, кисню тощо), топографічних, геологічних та ін. факторів. · Біотичні фактори – взаємний вплив життєдіяльності одних організмів на інші . · Антропогенні фактори - різні форми господарської діяльності людини, що змінюють стан середовища існування живих істот.
Усі екологічні фактори є мінливими, тому організми змушені весь час пристосовуватись до них. Внаслідок цього в живих організмів виникають специфічні механізми і реакції на зміну екологічних факторів, які називаються адаптаціями. Здатність до адаптації – одна з основних властивостей життя, що забезпечує саму можливість його існування. Абіотичні фактори Світло є важливим екологічним фактором, інтенсивність якого змінюється по сезонах року і протягом доби. Основним джерелом світла є сонячне випромінювання. Із загального потоку, який досягає земної поверхні, видиме світло становить близько 43 %, інфрачервоне – 45% і ультрафіолетове – 8-10%. Організми находяться в залежності від інтенсивності світла, довжини хвилі, кольору та, фотоперіоду. Видиме світло особливо важливе для зелених рослин – воно використовується в процесі фотосинтезу. Тварини завдяки світлу можуть орієнтуватись у просторі завдяки органам зору. Для деяких тварин (що живуть в грунті або на значній глибині), світло не є необхідним. По відношенню до освітлення всі організми можна розділитина світлолюбивіта тіньовитривалі. На розвиток рослин і тварин впливає добове чергування дня і ночі. Тривалість світлового дня називається фотоперіодом, а реакцію на неї організмів – фотоперіодизмом. Всі сезонні явища в світі рослин (сокорух, цвітіння, плодоношення, опадання листків, утворення кореневищ і т.д.) і в світі тварин (розмноження, зимова сплячка, міграції) пов”язані із тривалістю світлового дня. Фотоперіодизм поряд із температурою і вологістю є причиною діапаузи – тимчасового фізіологічного спокою у розвитку. Температура – один з найважливіших кліматичних факторів. Від неї залежать усі важливі процеси, що відбуваються в організмі: обмін речовин (метаболізм), ріст, розвиток, розмноження тощо. Кожен окремий організм пристосований до конкретних температурних умов і може існувати тільки в певних межах, до яких пристосовані його метаболізм та структура. Живий організм здатний регулювати температуру в певних межах, але різкі перепади температурного режиму можуть призвести до розладу функціонування організму, а інколи навіть до загибелі. Для більшості видів температурний інтервал існування становить 0-50°С. Захисна реакція організму, що полягає в здатності регулювати температуру тіла називається терморегуляцією. Організми, що пристосувались до значних коливань значень температури називаються евритермними, а ті, що можуть жити лише в вузьких температурних межах – стенотермними. Температура усіх мікроорганізмів, рослин та більшості видів тварин залежить від температури навколишнього середовища, тому вони називаються холоднокровними. У ссавців і птахів в процесі еволюції виробилася здатність підтримувати відносно сталу температуру тіла незалежно від середовища (37-40°С); вони називаються теплокровними. Існує цілий ряд пристосувань організмів до температурних коливань. До таких слід віднести: транспірація (випаровування) у рослин, потовиділення у тварин, товщина жирового відкладу, густина шерсті (зимою-густіша, літом – рідша), аптерії та птерилії у птахів, діапауза комах, анабіоз, циклічність розвитку рослин, і т.д. Анабіоз – стан глибокого спокою, при якому сповільнюються всі життєві процеси організму. Це типова реакція деяких видів тварин на зниження температури.
Вода Вода є необхідною умовою життя і нерідко виступає лімітуючим фактором в наземних екосистемах. Вона є основним компонентом клітин, розчинником, транспортним засобом для перенесення поживних речовин, за її участю відбуваються біологічні реакції в організмах. Вода служить середовищем існування багатьох організмів. Для існування живих організмів важливе значення мають такі властивості води як прозорість, солоність, вміст кисню, органіки, кальцію (жорсткість), рН тощо. Щодо стійкості до органічних забруднень і дефіциту кисню розрізняють: полісапроби, мезосапроби, олігосапроби Особливо чутливими до кількості вологи є рослини. За потребами у воді вони поділяються на наступні групи: Гідратофіти – живуть лише у воді, повністю занурені в неї Гідрофіти – наземно-водні рослини, можуть бути частково занурені в воду (ростуть по берегах водойм, болотах тощо) Гігрофіти – наземні рослини, що можуть існувати в умовах підвищеної вологості повітря і грунту Мезофіти – потребують середньої кількості води, витримують нетривалу посуху. Ксерофіти – можуть переносити тривалу посуху завдяки здатності регулювати водний баланс. Пристосування до зменшення втрати води: Рослини: листя перетворені у голки, листя згорнуті в циліндр, товста воскова кутикула, опушені листки, скидання листя при засушливих періодах, збільшена коренева система і глибоко проникаючі корені (кактуси, альпійська флора). Тварини: виділення азоту у вигляді сечовини (птахи, комахи, деякі рептилії), дихальні органи прикриті клапанами (комахи), тварини ховаються в норах і активні переважно вночі (пустельні види), тканини витривалі до високих температур (верблюд). Запас води: у вигляді жиру (в даному випадку - вода продукт окислення - верблюд, пустельний пацюк).
Повітря Атмосфера –повітряна оболонка Землі. 2 основні аспекти: · захисні функції атмосфери · повітря як середовище існування живих істот, Нижній шар атмосфери – тропосфера. Важливий хімічний склад атмосфери. Азот – 78%, кисень – 20%., вуглекислий газ – 0,03%. Останній є дуже важливим для фотосинтезу Велике значення мають також фізичні властивості атмосфери. Повітря створює незначний опір руху і не в змозі бути опорою для наземних тварин. Але разом з тим існують групи тварин, які використовують політ як спосіб пересування, добування їжі (клас птахи, тип комахи, деякі ссавці. Вплив вітру на організми може бути чк прямий, так і опосередкований. Запилення рослин, анемохорія (перенесення насіння і спор), принесення запахів) Важливою атмосферною змінною є тиск, який зменшується з висотою. Особливо відчутно реагують тварини. Дія тиску має відносно невелике значення для сухопутних організмів, так як під час підйому на висоту 5000 метрів над рівнем моря тиск складає 50% від норми. Високогірні організми відчувають нестачу кисню, і, як наслідок, у них підвищений вміст еритроцитів та гемоглобіну у крові. Значення тиску як лімітуючого фактору більше виявляється у глибоководних організмів, де, високий тиск поряд із низькою температурою та недостатністю світла є необхідністю. При цьому у живих організмів, що населяють глибоководні ділянки, існує цілий ряд пристосувань, що дозволяють їм витримувати підвищений тиск. Це, насамперед, окостеніння покривів тіла і утворення панцирів. Яскравим прикладом таких пристосувань є риби химери. Пристосування також торкаються фізіології функціонування цих істот. Грунт (едафічний фактор) Грунт - самостійне природне органічно-мінеральне тіло, яке виникло на поверхні землі внаслідок взаємодії різних факторів: клімату, рельєфу, рослинного і тваринного світу, ґрунтоутворюючих порід і віку. Інакше кажучи це верхній родючий шар літосфери, видозмінений під впливом живих організмів. Товщина – від 15-25 см до 2 м.. Найбільш цінний – верхній шар грунту – верхній, який містить гумус В першу чергу проявляється на життєдіяльності рослин. Є місцем проживання багатьох тварин Мають значення механічний склад, фізико-хімічні властивості (щільність, температура, вологість, рН, фільтраційні властивості, вміст органічних і неорганічних речовин
Біотичні фактори
У природному середовищі на кожний організм або групу організмів діють не тільки абіотичні чинники, але і живі істоти, які є невід'ємною частиною середовища проживання і відносяться до категорії біотичних чинників. їх дія на організми може бути як прямою (харчування тварин, опилення комахами, паразитування одних організмів на інших), так і непрямою (зміна абіотичних чинників середовища). Взаємодії між живими організмами називаються інакше «коакціями» Біотичні чинники, які впливають на рослинні організми як первинні продуценти органічної речовини, класифікують на зоогенні і фітогенні. Зоогенні чинники. Безпосередньою і відчутою формою впливу представників тваринного світу на рослини є споживання рослинної маси для харчування (фітофагія). Велике значення має механічний вплив тварин на рослини. Найбільш помітно це виражається у руйнуванні і пошкодженні рослин при поїданні їх відповідних морфологічних частин і тканин копитними, гризунами, а також при витоптуванні. Фітогенні чинники. Рослини, які переважно входять у склад рослинних угруповань, відчувають вплив сусідніх рослин і при цьому впливають на них. Форми взаємовідносин досить різноманітні і залежать від способу і ступеня контактів рослинних організмів, різноманітних чинників. Нижче перераховані основні взаємовідносини між видами (згідно класифікації В.М.Сукачова і М.В. Диліса). Взаємодія організмів (рослинних і тваринних) один на одного може бути корисною або, навпаки, шкідливою,. Розглянемо форми біотичних відносин. · Конкуренція (- -) негативний вплив одного виду на інший. Це відносини, коли один організм споживає ресурс, який міг би бути доступний для іншого організму. Виділяють внутрішньовидову та міжвидову конкуренцію.Результатом конкуренції може бути витіснення одним видом іншого або т.зв. сегрегація (розділення) ніш. · Хижацтво (+ -) відносини між хижаком і жертвою. Хижаки — це організми, які ведуть активний спосіб життя (вільно пересуваються) і живляться іншими організмами (тваринами чи рослинами), при цьому попередньо вбиваючи її. · Паразитизм (+ -) форма біотичних зв язків, за яких один живе за рахунок іншого, знаходячись у середині або на поверхні його тіла. При цьому організм-споживач використовує живого господаря не тільки як джерело харчування, але як і місце постійного або .тимчасового проживання. До них належать паразитичні комахи (оводи, кліщі, комарі), паразитичні рослини, паразитичні черв'яки (аскариди). Паразит у більшості випадків є меншим за свого господаря. · Аменсалізм (0 -) - один вид пригнічує інший, але сам не отримує при цьому ніякої користі (деревні рослини і трав’яниста рослинність під їх кронами). Один з варіантів – алелопатія (з допомогою хім. речовин) · Коменсалізм (0 +) – один вид (коменсал) отримує вигоду від співжиття з іншим видом, а останній такої вигоди не має. · Симбіоз (мутуалізм) (+ +)- тривале, нероздільне і взаємовигідне співжиття двох або більше видів організмів (мікориза деяких грибів і коренів дерев). Найпростіший варіант - протокооперація(співпраця) (організми можуть жити один без одного) · Нейтралізм (0 0)– нульовий варіант стосунків, коли обидва види незалежні і не впливають один на одного
Закономірності дії екологічних факторів Залежно від кількості і сили один і той самий фактор може мати протилежне значення для організму. Сприятливу силу впливу фактора, тобто таку, що забезпечує найкращі умови життєдіяльності організму називають зоною оптимуму екологічного фактора. Діапазон значень будь-якого фактора, в межах якого вид здатен існувати, називають діапазоном толерантності. Мінімальні і максимальні значення фактора є критичними – за їх межами життя неможливе. Якщо хоча б один з факторів наближається до критичної межі або перевищує її, то незважаючи на оптимальну дію всіх інших факторів, організму загрожує загибель. Такий фактор називається лімітуючим. Гіпотеза про те, що витривалість організму визначається фактором, що знаходиться в мінімумі, навіть при умові, що інші фактори є сприятливими, була вперше висловлена Ю.Лібіхом у 1840 р. і отримала назву «закону мінімуму». Він звучав так: Речовиною, яка знаходиться в мінімальних кількостях, регулюється урожай і визначається величина і сталість його в часі.
Подальші дослідження довели, щоіснування живого організму зумовлено не тільки недостатністю того чи іншого фактору, але також і їх надлишком. Таким чином, кожен організм має свої межі, які знаходяться між мінімумом та максимумом, тобто оптимум, який забезпечує існування організму. Для кожного виду існують свої межі. Уяву про лімітуючу роль максимуму та мінімуму та необхідність оптимальних умов для існування виду ввів В.Шелфорд (1913р.) - закон толерантності . Природним обмежуючим чинником існування організму може бути як мінімальний, так і максимальний екологічний вплив, діапазон між якими визначає величину витривалості (толерантності) організму до даного чинника. Діапазон зони оптимуму є критерієм визначення екологічної валентності виду. Види з широкими зонами оптимуму мають високу валентність (є евритопними), а з вузькими – низьку валентність (є стенотопними). Види, які характеризуються широкою екологічною валентністю по відношенню до багатьох факторів, називаються убіквістами.
Сукупність усіх екологічних факторів і ресурсів середовища, в межах якого може існувати вид, називають екологічною нішею. Вона характеризує ступінь спеціалізації даного виду. |
