Екологічні чинники та його класифікація.

Це будь-які чинники середовища, куди організм реагує пристосувальними реакціями.

Середовище - одне з основних екологічних понять, під яким мається на увазі комплекс навколишніх умов, що впливають на життєдіяльність організмів. У широкому значенні під навколишнім середовищем розуміють сукупність матеріальних тіл, явищ та енергії, що впливають на організм. Можливо і конкретніше, просторове розуміння середовища як безпосереднього оточення організму - його місце існування. Середовище - це все те, серед чого живе організм, це частина природи, що оточує живі організми і надає на них прямий або опосередкований вплив. Тобто. елементи довкілля, які для даного організму або виду не байдужі і так чи інакше впливають на нього, є по відношенню до нього факторами.

Складові частини середовища різноманітні і мінливі, тому живі організми постійно пристосовуються і регулюють свою життєдіяльність відповідно до варіацій параметрів зовнішнього оточення. Такі пристрої організмів звуться адаптації і дозволяють їм виживати і розмножуватися.

Усі екологічні фактори ділять на

• Абіотичні фактори - прямо або опосередковано діють на організм фактори неживої природи - світло, температура, вологість, хімічний склад повітряного, водного та ґрунтового середовища та ін. .
• Біотичні фактори - всі форми впливу на організм з боку живих істот (мікроорганізмів, вплив тварин на рослини і навпаки).
• Антропогенні фактори – різноманітні форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи як довкілля інших видів або безпосередньо позначаються на їхньому житті.

Екологічні чинники впливають на живі організми

• як подразники, що викликають пристосувальні зміни фізіологічних та біохімічних функцій;
• як обмежувачі, що зумовлюють неможливість існування в цих умовах;
• як модифікатори, що викликають структурно-функціональні зміни в організмах, та як сигнали, що свідчать про зміни інших факторів середовища.

У цьому можна встановити загальний характер впливу екологічних чинників живий організм.

Будь-який організм має специфічний комплекс пристосувань до чинників середовища проживання і благополучно існує лише певних межах їх змінюваності. Найсприятливіший для життєдіяльності рівень чинника називається оптимальним.

При невеликих значеннях або надмірному впливі фактора життєва активність організмів різко падає (помітно пригнічується). Діапазон дії екологічного фактора (область толерантності) обмежений точками мінімуму та максимуму, що відповідають крайнім значенням даного фактора, за яких можливе існування організму.

Верхній рівень чинника, поза яким життєдіяльність організмів стає неможливою, називається максимумом, а нижній - мінімумом (рис.). Звичайно, для кожного організму характерні свої максимуми, оптимуми та мінімуми екологічних факторів. Наприклад, кімнатна муха витримує коливання температури від 7 до 50 ° С, а людська аскарида живе лише за температури тіла людини.

Крапки оптимуму, мінімуму і максимуму становлять три кардинальні точки, що визначають можливості реакції організму на цей фактор. Крайні точки кривої, що виражають стан пригнічення при нестачі чи надлишку фактора, називають областями песимуму; їм відповідають песимальні значення фактора. Поблизу критичних точок лежать сублетальні величини фактора, а поза зони толерантності - летальні зони фактора.

Умови середовища, за яких будь-який фактор або їх сукупність виходить за межі зони комфорту і чинить пригнічуючу дію, в екології часто називають крайніми, граничними (екстремальними, важкими). Вони характеризують не тільки екологічні ситуації (температура, солоність), а й такі місцеперебування, де умови близькі до меж можливості існування для рослин та тварин.

На будь-який живий організм одночасно впливає комплекс факторів, але один з них є обмежуючим. Фактор, що ставить рамки для існування організму, виду чи спільноти, називається лімітуючим (обмежуючим). Наприклад, поширення багатьох тварин і рослин на північ обмежується недоліком тепла, тоді як на півдні обмежуючим фактором для тих самих видів може виявитися недолік вологи або необхідної їжі. Проте межі витривалості організму стосовно лімітуючого чинника залежить від рівня інших чинників.

Для деяких організмів потрібні умови, обмежені вузькими межами, т. е. діапазон оптимуму перестав бути постійним виду. Оптимум впливу фактора різний і в різних видів. Розмах кривої, т. е. відстань між пороговими точками, показує зону дії екологічного чинника на організм (рис. 104). В умовах, близьких до граничної дії фактора, організми почуваються пригнічено; вони можуть існувати, але не досягають повного розвитку. Рослини зазвичай не плодоносять. У тварин, навпаки, прискорюється статева зрілість.

Величина діапазону дії фактора і особливо зони оптимуму дозволяє судити про витривалість організмів по відношенню до даного елемента середовища, свідчить про їхню екологічну амплітуду. У зв'язку з цим організми, які можуть жити в досить різноманітних умовах довкілля, називаються зврібіонтними (від грец. "Еврос" - широкий). Наприклад, ведмідь бурий живе в умовах холодного та теплого клімату, у сухих та вологих районах, харчується різноманітною рослинною та тваринною їжею.

По відношенню до приватних факторів середовища використовують термін, що починається з тієї ж приставки. Наприклад, тварини, здатні існувати у широкому діапазоні температур, називаються евритермними, а організми, здатні жити лише у вузьких температурних інтервалах, відносяться до стенотермних. За цим принципом організм може бути евригидридным чи стеногидридным залежно з його реакцію коливання вологості; евригалінним або стеногалінним - залежно від здатності переносити різні значення солоності середовища тощо.

Існують також поняття екологічної валентності, яка є здатністю організму заселяти різноманітні середовища, та екологічної амплітуди, що відображає ширину діапазону фактора або ширину зони оптимуму.

Кількісні закономірності реакції організмів на вплив екологічного чинника різняться відповідно до умов їх проживання. Стенобіонтність чи еврибіонтність не характеризує специфічність виду стосовно будь-якого екологічного фактора. Наприклад, деякі тварини приурочені до вузького діапазону температур (тобто стенотермни) і можуть існувати у широкому діапазоні солоності середовища (евригалинные).

Фактори довкілля впливають на живий організм одночасно і спільно, причому дія одного з них певною мірою залежить від кількісного вираження інших факторів - світла, вологості, температури, навколишніх організмів і т. п. Ця закономірність отримала назву взаємодії факторів. Іноді нестача одного фактора частково компенсується посиленням діяльності іншого; проявляється часткова замінність дії екологічних факторів. У той самий час жоден із необхідних організму чинників може бути повністю замінений іншим. Фототрофні рослини не можуть рости без світла при оптимальних режимах температури або живлення. Тому якщо значення хоча б одного з необхідних факторів виходить за межі діапазону толерантності (нижче за мінімум або вище максимуму), то існування організму стає неможливим.

Фактори середовища, що мають у конкретних умовах песимальне значення, тобто найбільш віддалені від оптимуму, особливо ускладнюють можливість існування виду в цих умовах, незважаючи на оптимальне поєднання інших умов. Ця залежність одержала назву закону обмежуючих чинників. Такі фактори, що ухиляються від оптимуму, набувають першорядного значення в житті виду або окремих особин, визначаючи їх географічний ареал.

Виявлення обмежувальних факторів дуже важливе у практиці сільського господарствадля встановлення екологічної валентності, особливо у найбільш уразливі (критичні) періоди онтогенезу тварин та рослин.

Екологічні фактори

Взаємодія людини та довкілля була об'єктом вивчення медицини в усі часи. Для оцінки впливів різних умов середовища було запропоновано термін «екологічний фактор», який широко використовується в екологічній медицині.

Фактор (від латинського factor - робить, що виробляє) – причина, рушійна сила будь-якого процесу, явища, що визначає його характер чи певні риси.

Екологічний фактор – це будь-який вплив навколишнього середовища, який може чинити прямий чи опосередкований вплив на живі організми. Екологічний фактор - це умова середовища, на яке живий організм реагує пристосувальними реакціями.

Екологічні чинники визначають умови існування організмів. Умови існування організмів і популяцій можна як регулюючі екологічні чинники.

Не всі екологічні чинники (наприклад, світло, температура, вологість, наявність солей, забезпеченість біогенними елементами тощо) однаково важливі для успішного виживання організму. Взаємини організму із середовищем є складний процес, у якому можна назвати найслабші, " вразливі " ланки. Ті фактори, які є критичними або лімітуючими для життєдіяльності організму, викликають найбільший інтерес насамперед із практичної точки зору.

Ідея про те, що витривалість організму визначається найслабшою ланкою серед

всіх його потреб, вперше була висловлена ​​К. Лібіхом в 1840 р. Він сформулював принцип, який відомий як закон мінімуму Лібіха: "Речовою, яка перебуває в мінімумі, керується врожай і визначається величина і стійкість останнього в часі".

Сучасне формулювання закону Ю.Лібіха звучить так: «Життєві можливості екосистеми лімітуються тими з екологічних факторів середовища, кількість і якість яких близькі до необхідного екосистеми мінімуму, зниження їх веде до загибелі організму або руйнування екосистеми».

Принцип, спочатку сформульований К. Лібіхом, нині поширений будь-які екологічні чинники, але він доповнений двома обмеженнями:

Належить тільки до систем, що перебувають у стаціонарному стані;

Належить не тільки до одного фактора, але і до комплексу факторів, різних за своєю природою та взаємодіючих у своєму впливі на організми та популяції.

За уявленнями, що лімітують вважають такий фактор, за яким для досягнення заданої (досить малої) відносної зміни відгуку потрібна мінімальна відносна зміна цього фактора.

Поряд із впливом нестачі, "мінімуму" екологічних факторів, негативним може бути і вплив надлишку, тобто максимуму факторів, таких як тепло, світло, волога. Уявлення про лімітуючий вплив максимуму нарівні з мінімумом ввів В. Шелфорд в 1913 р., який сформулював цей принцип як "закон толерантності": Лімітуючим фактором процвітання організму (виду) може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає величину витривалості ( толерантності) організму по відношенню до цього фактора.

Закон толерантності, сформульований В. Шелфордом, був доповнений рядом положень:

Організми можуть мати широкий діапазон толерантності щодо одного фактора та вузький – щодо іншого;

Найбільш поширені організми з більшим діапазоном толерантності;

Діапазон толерантності одного екологічного чинника може залежати від інших екологічних чинників;

Якщо умови по одному екологічному фактору не є оптимальними для виду, то це позначається і на діапазоні толерантності для інших екологічних факторів;

Межі толерантності значно залежить від стану організму; так, межі толерантності для організмів у період розмноження чи ранній стадії розвитку стадії зазвичай вже, ніж дорослих;

Діапазон між мінімумом та максимумом екологічних факторів прийнято називати межами чи діапазоном толерантності. Для позначення меж толерантності до умов довкілля використовують терміни "еврібіонтний" - організм з широкою межею толерантності - і "стенобіонтний" - з вузьким.

На рівні угруповань і навіть видів відоме явище компенсації факторів, під яким розуміють здатність пристосовуватися (адаптуватися) до умов середовища так, щоб послабити лімітуючий вплив температури, світла, води та інших фізичних факторів. Види з широким географічним поширенняммайже завжди утворюють адаптовані до місцевих умов популяції – екотипи. Стосовно людей існує термін «екологічний портрет».

Відомо, що не всі природні екологічні фактори однаково важливі для життєдіяльності людини. Так, найбільш суттєвими вважають інтенсивність сонячної радіації, температуру та вологість повітря, концентрацію кисню та вуглекислого газу в приземному шарі повітря, хімічний склад ґрунту та води. Найважливішим екологічним чинником є ​​харчовий. Для підтримки життєдіяльності, для зростання та розвитку, розмноження та збереження популяції людей необхідна енергія, яка виходить із навколишнього середовища у вигляді їжі.

Є кілька підходів до класифікації екологічних чинників.

По відношенню до організму екологічні чинники поділяють на: зовнішні (екзогенні) та внутрішні (ендогенні). Вважається що зовнішні фактори, діючи організм, самі не схильні або майже не схильні до його впливу. До них відносять чинники довкілля.

Зовнішні екологічні чинники стосовно екосистеми та живих організмів є впливом. Реакція екосистеми, біоценозу, популяцій та окремих організмів на ці впливи називається відгуком. Від характеру відгуку вплив вплив здатність організму пристосовуватися до умов довкілля, адаптуватися і набувати стійкість до впливу різних чинників середовища, зокрема несприятливих впливів.

Існує також таке поняття як летальний фактор (від лат. Letalis - смертельний). Це екологічний чинник, дія якого призводить до загибелі живих організмів.

При досягненні певних концентрацій летальними факторами можуть виступати багато хімічних та фізичних забруднювачів.

Внутрішні факториспіввідносяться з властивостями самого організму та утворюють його, тобто. входять до її складу. Внутрішні фактори - це чисельність та біомаса популяцій, кількість різних хімічних речовин, характеристики водної чи ґрунтової маси тощо.

За критерієм "життя" екологічні фактори ділять на біотичні та абіотичні.

До останніх відносять неживі компоненти екосистеми та її довкілля.

Абіотичні фактори середовища - компоненти та явища неживої, неорганічної природи, що прямо або опосередковано впливають на живі організми: кліматичні, ґрунтові та гідрографічні фактори. Основними абіотичними факторами середовища є температура, світло, вода, солоність, кисень, електромагнітні характеристики, ґрунт.

Абіотичні фактори поділяються на:

Фізичні

Хімічні

Біотичні фактори (від грецького biotikos – життєвий) – фактори живого середовища, що впливають на життєдіяльність організмів.

Біотичні фактори поділяються на:

Фітогенні;

Мікробогенні;

Зоогенні:

Антропогенні (соціально-культурні).

Дія біотичних факторів виявляється у формі взаємовпливів одних організмів на життєдіяльність інших організмів і всіх разом на довкілля. Розрізняють: прямі та непрямі взаємини між організмами.

Останні десятиліття дедалі частіше використовується термін антропогенні чинники, тобто. викликані людиною. Антропогенні фактори протиставляють природним чи природним факторам.

Антропогенним фактором називають сукупність екологічних факторів та впливів, зумовлених людською діяльністю в екосистемах та біосфері в цілому. Антропогенний фактор - безпосередній вплив людини на організми або вплив на організми через зміну людиною їх довкілля.

Екологічні чинники поділяються також на:

1. Фізичні

Природні

Антропогенні

2. Хімічні

Природні

Антропогенні

3. Біологічні

Природні

Антропогенні

4. Соціальні (соціально-психологічні)

5. Інформаційні.

Екологічні чинники поділяються також на клімато-географічні, біогеографічні, біологічні, а також ґрунтові, водні, атмосферні тощо.

Фізичні чинники.

До фізичних природних факторів належать:

Кліматичні, зокрема мікроклімат території;

Геомагнітна активність;

Природне радіаційне тло;

Космічне випромінювання;

Рельєф місцевості;

Фізичні чинники поділяються на:

Механічні;

Вібрацію;

Акустичні;

ЕМ-випромінювання.

Фізичні антропогенні фактори:

Мікроклімат населених пунктів та приміщень;

Забруднення середовища електоромагнітним випромінюванням (іонізуючим та неіонізуючим);

Шумове забруднення середовища;

Теплове забруднення середовища;

Деформованість видимого середовища (зміна рельєфу місцевості та колірної гамиу населених пунктах).

Хімічні фактори.

До природних хімічних факторів належать:

Хімічний склад літосфери:

хімічний склад гідросфери;

Хімічний склад атмосфери,

Хімічний склад їжі.

Хімічний склад літосфери, атмосфери та гідросфери залежить від природного складу + викид хімічних речовин у результаті геологічних процесів (наприклад, домішки сірководню внаслідок виверження вулана) та життєдіяльності живих організмів (наприклад, домішки у повітрі фітонцидів, терпенів).

Антропогенні хімічні фактори:

Господарсько-побутові відходи,

Промислові відходи,

Синтетичні матеріали, що використовуються в побуті, сільському господарстві та промисловому виробництві,

Продукти фармацевтичної промисловості,

Пишові добавки.

Дія хімічних факторів на організм людини може бути обумовлена:

Надлишком або недоліком вмісту природних хімічних елементів у

довкілля (природні мікроелементози);

Надлишком вмісту природних хімічних елементів у навколишньому

середовищі, пов'язаних з діяльністю людини (антропогенне забруднення),

Присутністю у навколишньому середовищі невластивих їй хімічних елементів

(ксенобіотиків) внаслідок антропогенного забруднення.

Біологічні фактори

Біологічні, чи біотичні (від грецького biotikos – життєвий) екологічні чинники - чинники живого середовища, які впливають життєдіяльність організмів. Дія біотичних чинників виявляється у формі взаємовпливів одних організмів на життєдіяльність інших, і навіть їхнього спільного впливу середовище проживання.

Біологічні фактори:

Бактерії;

Рослини;

Найпростіші;

Комахи;

Безхребетні (у тому числі гельмінти);

Хребетні.

Соціальне середовище

Здоров'я людини не визначається повністю набутими в онтогенезі біологічними та психологічними властивостями. Людина – істота соціальна. Він живе у суспільстві, керованому з допомогою державних законів, з одного боку, з іншого, - з допомогою про загальноприйнятих законів, моральних установок, правил поведінки, зокрема які передбачають різні обмеження тощо.

Соціум з кожним роком ставати все складнішим і надає все більшого впливу на здоров'я особистості, популяції, суспільства. За користування благами цивілізованого суспільства людина повинна жити у жорсткій залежності від прийнятого у соціумі способу життя. За ці блага, часто дуже сумнівні, особистість платить частиною своєї свободи, або ж повністю усією свободою. А особистість невільна, залежна не може бути цілком здоровою та щасливою. Якась частина свободи людини, що віддається технокритичному суспільству в обмін на переваги цивілізованого життя, постійно тримає його в стані нервово-психічної напруги. Постійне нервово-психічне перенапруга і перенапруга веде до зменшення психічної стійкості рахунок зниження резервних можливостей нервової системи. До того ж існує безліч соціальних факторів, які можуть призвести до зриву адаптаційних можливостей людини та розвитку різноманітних хвороб. До них відносяться і соціальна невлаштованість, невпевненість у завтрашньому дні, моральна пригніченість, які розцінюються як провідні фактори ризику.

Соціальні фактори

Соціальні чинники поділяються на:

1. соціальний устрій;

2. виробнича сфера (промисловість, сільське господарство);

3. побутова сфера;

4. освіта та культура;

5. населення;

6. ЗО та медицина;

7. ін сфери.

Існує також наступне угруповання соціальних факторів:

1. Соціальна політика, Що формує соціотип;

2. Соціальне забезпечення, що безпосередньо впливає на формування здоров'я;

3. Екологічна політика, яка формує екотип.

Соціотип - непряма характеристика інтегрального соціального вантажу за сукупністю факторів соціального середовища.

Соціотип включає в себе:

2. умови праці, відпочинку та побуту.

Будь-який екологічний чинник по відношенню до людини може бути: а) сприятливим - сприяє його здоров'ю, розвитку та реалізації; б) несприятливим, що веде до його хвороби та деградації, в) що впливає і того й іншого роду. Не менш очевидно також, що насправді більшість впливів відносяться до останнього типу, маючи як позитивні, так і негативні сторони.

В екології існує закон оптимуму, згідно з яким будь-який екологічний

фактор має певні межі позитивного впливу живі організми. Оптимальний фактор – найбільш сприятлива для організму інтенсивність екологічного фактора.

Впливи можуть відрізнятися також за масштабом: одні зачіпають все населення країни в цілому, інші - жителів того чи іншого регіону, треті - групи, що виділяються за демографічними характеристиками, четверті - окремого громадянина.

Взаємодія факторів - одночасна або послідовна сумарна дія на організми різних природних та антропогенних факторів, що призводить до ослаблення, посилення або видозміни дії окремого фактора.

Синергізм - комбінований вплив двох або більше факторів, що характеризується тим, що їхня спільна біологічна дія значно перевищує ефект кожного компонента та їх суми.

Слід зрозуміти і запам'ятати, що основну шкоду здоров'ю завдають не окремі екологічні чинники, а сукупне інтегральне навантаження на організм. Вона складається з екологічного вантажу та соціального вантажу.

Екологічний вантаж - сукупність несприятливих для здоров'я людини факторів та умов природного та техногенного середовища. Екотип - непряма характеристика інтегрального екологічного вантажу за сукупністю факторів природного та техногенного середовища.

Для оцінок екотипу необхідні гігієнічні дані про:

Якість житла,

Питної води,

Повітря,

Ґрунти, продуктів харчування,

ліків і т.д.

Соціальний вантаж – сукупність несприятливих здоров'ю людини чинників та умов соціального життя.

Чинники довкілля, що формують здоров'я населення

1. Клімато-географічні ¦характеристики.

2. Соціально-економічні показники місця проживання (місто, село).

3. Санітарно-гігієнічні характеристики довкілля (повітря, води, ґрунту).

4. Особливості харчування населення.

5. Характеристика трудової діяльності:

Професія

Санітарно-гігієнічні умови праці,

Наявність професійних шкідливостей,

Психологічний мікроклімат на службі,

6. Сімейно-побутові фактори:

Склад сім'ї,

Характер житла,

Середній прибутокна 1 члена сім'ї,

Організація сімейного побуту.

Розподіл позаробочого часу,

Психологічний клімат у ній.

Показники, що характеризують ставлення до стану здоров'я та визначають активність щодо його підтримки:

1. Суб'єктивна оцінка власного здоров'я (здоровий, хворий).

2. Визначення місця особистого здоров'я та здоров'я членів сім'ї у системі індивідуальних цінностей (ієрархії цінностей).

3. Інформованість про фактори, що сприяють збереженню та зміцненню здоров'я.

4. Наявність шкідливих звичокта залежностей.

Середовище, що оточує живі істоти, складається з багатьох елементів. Вони по-різному впливають життєдіяльність організмів. Останні неоднаково реагують різні чинники середовища. Окремі елементи середовища, що взаємодіють із організмами, називають екологічними факторами. Умови існування – це сукупність життєво необхідних факторів середовища, без яких живі організми не можуть існувати. Щодо організмів вони виступають як екологічні чинники.

Класифікація екологічних факторів.

Усі екологічні фактори прийнято класифікувати(розподіляти) на такі основні групи: абіотичні, біотичніі антропічні. в Абіотичні (абіогенні) фактори – це фізико-хімічні фактори неживої природи. Біотичні,або біогенні,фактори - це прямий чи опосередкований вплив живих організмів як один на одного, так і на довкілля. Антропічні (антропогенні) фактори в Останніми рокамивиділяють у самостійну групуфакторів серед біотичних, у зв'язку з їх великим значенням. Це фактори прямого чи непрямого впливу людини та її господарської діяльності на живі організми та середовище.

Абіотичні фактори.

До абіотичних факторів належать елементи неживої природи, що діють на живий організм. Види абіотичних факторів представлені у табл. 1.2.2.

Таблиця 1.2.2. Основні види абіотичних факторів

Кліматичні чинники.

Усі абіотичні фактори виявляються і діють у межах трьох геологічних оболонок Землі: атмосфери, гідросфериі літосфери.Фактори, що проявляються (діють) в атмосфері і при взаємодії останньої з гідросферою або з літосферою, називають кліматичними.їх прояв залежить від фізико-хімічних властивостей геологічних оболонок Землі, від кількості та розподілу сонячної енергії, що проникає та надходить до них.

Сонячна радіація.

Найбільше значення серед різноманіття екологічних факторів має сонячна радіація. (Сонячне випромінювання).Це безперервний потік елементарних частинок (швидкість 300-1500 км/с) та електромагнітних хвиль (швидкість 300 тис. км/с), що несе до Землі величезну кількість енергії. Сонячна радіація – це основне джерело життя на нашій планеті. Під безперервним потоком сонячного випромінювання Землі зародилося життя, пройшло довгий шлях своєї еволюції і продовжує існувати й залежати від сонячної енергії. Основні властивості променистої енергії Сонця як екологічного чинника визначається довжиною хвиль. Хвилі, що проходять атмосферу та досягають Землі, вимірюються в межах від 0,3 до 10 мкм.

За характером на живі організми цей спектр сонячної радіації поділяють на три частини: ультрафіолетове випромінювання, видиме світлоі інфрачервоне випромінювання.

Короткохвильові ультрафіолетові променімайже повністю поглинаються атмосферою, саме її озоновим екраном. Незначна кількість ультрафіолетових променів проникає до землі. Довжина хвиль лежить у межах 0,3-0,4 мкм. На їхню частку припадає 7% енергії сонячної радіації. Короткохвильові промені згубно діють живі організми. Вони можуть викликати зміни спадкового матеріалу – мутації. Тому в процесі еволюції організми, які тривалий час перебувають під впливом сонячної радіації, виробили засоби захисту від ультрафіолетових променів. У багатьох із них у покривах виробляється додаткова кількість чорного пігменту – меланіну, який захищає від проникнення небажаних променів. Саме тому люди набувають засмаги, тривалий час перебуваючи на відкритому повітрі. У багатьох індустріальних регіонах спостерігається так званий індустріальний меланізм- Потемніння забарвлення тварин. Але це відбувається не під впливом ультрафіолетового випромінювання, а через забруднення сажею, пилом навколишнього середовища, елементи якого зазвичай стають темнішими. На такому темному тлі виживають (добре маскуються) темніші форми організмів.

Видиме світлопроявляється в межах довжин хвиль від 04 до 07 мкм. На його частку припадає 48% енергії сонячної радіації.

Вонотеж несприятливо впливає живі клітини та його функції загалом: змінює в'язкість протоплазми, величину електричного заряду цитоплазми, порушує проникність мембран і змінює рух цитоплазми. Світло впливає на стан колоїдів білків та протікання енергетичних процесів у клітинах. Але незважаючи на це, видиме світло було, є й надалі буде одним із найважливіших джерел енергії для всього живого. Його енергія використовується у процесі фотосинтезуі накопичується у вигляді хімічних зв'язків у продуктах фотосинтезу, а потім передається як їжа всім іншим живим організмам. Загалом можна сказати, що все живе в біосфері, і навіть людина залежить від сонячної енергії, від фотосинтезу.

Світло для тварин - це необхідна умова сприйняття інформації про навколишнє середовище та його елементи, бачення, зорової орієнтації у просторі. Залежно та умовами існування тварини пристосувалися до різного ступеня освітленості. Одні види тварин ведуть денний спосіб життя, інші - найактивніші в сутінках чи вночі. Більшість ссавців та птахів, ведуть сутінковий спосіб життя, погано розрізняють кольори і всі бачать у чорно-білому зображенні (собачі, котячі, хом'яки, сови, козоїди та ін.). Життя в сутінках або при недостатньому освітленні часто призводить до гіпертрофії очей. Відносно величезні очі, здатні вловлювати мізерні частки світла, властиві нічним тваринам або тим, що живуть у темряві і орієнтуються на органи світіння інших організмів (лемури, мавпи, сови, глибоководні риби та інших.). Якщо ж умовах повної темряви (у печерах, під землею в норах) немає жодних інших джерел світла, тоді тварини, які там, зазвичай, втрачають органи зору (європейський протей, сліпуха та інших.).

Температура.

Джерелами створення фактора температури на Землі є сонячна радіація та геотермальні процеси. Хоча ядро ​​нашої планети характеризується надзвичайно високою температурою, вплив його на поверхню планети незначний, крім зон вулканічної діяльності та виходу геотермальних вод (гейзери, фумароли). Отже, основним джерелом тепла в межах біосфери можна вважати сонячну радіацію, зокрема, інфрачервоні промені. Ті промені, які досягають поверхні Землі, поглинаються літосферою та гідросферою. Літосфера, як тверде тіло, швидше нагрівається і швидко охолоджується. Гідросфера теплоємніша, ніж літосфера: вона повільно нагрівається і повільно ж остигає, а тому тривалий час утримує тепло. Приземні шари тропосфери нагріваються завдяки випромінюванню тепла гідросферою та поверхнею літосфери. Земля поглинає сонячну радіацію та випромінює енергію назад у безповітряний простір. І все ж таки атмосфера Землі сприяє утриманню тепла в приземних шарах тропосфери. Завдяки її властивостям, атмосфера пропускає короткохвильові інфрачервоні промені і затримує довгохвильові інфрачервоні промені, що випускаються нагрітою поверхнею Землі. Це явище атмосфери має назву парниковий ефект.Саме завдяки йому на Землі стало можливим життя. Парниковий ефектсприяє утриманню тепла у приземних шарах атмосфери (тут зосереджена більшість організмів) та згладжує коливання температури протягом дня та ночі. На Місяці, наприклад, що розміщується майже в тих же умовах космосу, і Земля, і на якому немає атмосфери, добові коливання температури на його екваторі виявляються в межах від 160 ° С до + 120 ° С.

Діапазон наявних у навколишньому середовищі температур досягає тисяч градусів (розжарена магма вулканів та максимально низькі температури Антарктиди). Межі, в яких може існувати відоме нам життя, досить вузькі і дорівнюють приблизно 300 ° С, від -200 ° С (заморожування в зріджених газах) до + 100 ° С (точка кипіння води). Насправді більшість видів і більша частина їх активності прив'язана до ще більш вузького діапазону температур. Загальний температурний діапазон активного життя Землі обмежується такими значеннями температур (табл. 1.2.3):

Таблиця 1.2.3 Температурний діапазон життя Землі

Рослини пристосовуються до різних температур і навіть екстремальних. Ті, що переносять високі температури, називаються жаровитривалими рослинами.Вони здатні переносити перегрів до 55-65 ° С (деякі кактуси). Види, що ростуть в умовах високих температур, легше їх переносять завдяки значному укороченню розмірів листя, розвитку повстяного (опушеного) або, навпаки, воскового покриття та ін. С), називаються холодостійкі.

Хоча температура є важливим екологічним фактором, що впливає на живі організми, проте її дія залежить від поєднання з іншими абіотичними факторами.

Вологість.

Вологість - це важливий абіотичний фактор, що визначається наявністю води або водяної пари в атмосфері або літосфері. Сама ж вода є необхідною неорганічною сполукою для життєдіяльності живих організмів.

Вода в атмосфері завжди є у вигляді водянийпари. Фактичну масу води на одиницю об'єму повітря називають абсолютною вологістю,а процентний вміст пари щодо максимальної її кількості, яку повітря може містити, - відносною вологістю.Температура є основним фактором, що впливає на здатність повітря утримувати водяну пару. Наприклад, при температурі +27°С повітря може містити вдвічі більше вологи, ніж за температури +16°С. Це означає, що абсолютна вологість при 27°С в 2 рази більша, ніж при 16°С, у той час коли відносна вологість в обох випадках дорівнюватиме 100%.

Вода як екологічний фактор вкрай необхідна живим організмам, бо без неї не може здійснюватися метаболізм та багато інших пов'язаних із ним процесів. Обмінні процеси організмів відбуваються за наявності води (у водних розчинах). Всі живі організми є відкритими системами, тому в них постійно спостерігаються втрати води і завжди потребує поповнення її запасів. Для нормального існування рослини та тварини повинні підтримувати певний баланс між надходженням води до організму та її втратою. Великі втрати води організмом (дегідратація)призводять до зниження його життєдіяльності, а надалі – і до загибелі. Рослини задовольняють свої потреби у воді за рахунок атмосферних опадів, вологості повітря, а тварини – ще й за рахунок їжі. Стійкість організмів до наявності чи відсутності вологи у навколишньому середовищі різна залежить від пристосованості виду. У зв'язку з цим усі наземні організми поділяють на три групи: гігрофільні(або вологолюбні), мезофільні(або помірно вологолюбні) та ксерофільні(або сухолюбні). Щодо рослин та тварин окремо цей розділ матиме такий вигляд:

1) гігрофілії організми:

- гігрофіти(Рослини);

- гігрофіли(тварини);

2) мезофільні організми:

- мезофіти(Рослини);

- мезофіли(тварини);

3) ксерофільні організми:

- ксерофіти(Рослини);

- ксерофіли, або гігрофобії(Тварини).

Найбільше вологи потребують гігрофільні організми.Серед рослин це будуть ті, що живуть на надмірно зволожених ґрунтах за високої вологості повітря (гігрофіти). В умовах середньої смуги до них відносяться серед трав'янистих рослин, які ростуть у затінених лісах (кислиця, папороті, фіалки, розрив-трава та ін.) та на відкритих місцях (калужниця, росянка тощо).

До гігрофільних тварин (гігрофіли) належать такі, що екологічно пов'язані з водним середовищем або з перезволоженими місцевостями. Вони потребують постійної наявності великої кількості вологи у навколишньому середовищі. Це тварини вологих тропічних лісів, боліт, зволожених лук.

Мезофільні організмивимагають помірної кількості вологи і зазвичай пов'язані з помірними теплими умовами та добрими умовамимінеральне харчування. Це можуть бути лісові рослини та рослини відкритих місць. Серед них зустрічаються дерева (липа, береза), чагарники (ліщина, жостер) і ще більше трав (конюшина, тимофіївка, костриця, конвалія, копитняк та ін). Загалом мезофіти – це широка екологічна група рослин. До мезофільних тварин (мезофіли)належить більшість організмів, які мешкають в помірних та субарктичних умовах або у певних гірських регіонах суші.

Ксерофільні організми -це досить різноманітна екологічна група рослин та тварин, які пристосувалися до посушливих умов існування за допомогою таких засобів: обмеження випаровування, посилення добування води та створення запасів води на тривалий період відсутності водопостачання.

Рослини, що мешкають у посушливих умовах, по-різному долають їх. У деяких немає структурних пристроїв для перенесення нестачі вологості. їх існування можливе в посушливих умовах тільки завдяки тому, що в критичний момент вони перебувають у стані спокою у вигляді насіння (ефемері) або цибулин, кореневищ, бульб (ефемероїди), дуже легко і швидко переходять до активної життєдіяльності і за короткий період повністю проходять річний цикл розвитку. Ефемерів основному поширені в пустелях, напівпустелях і степах (веснянка, хрестовник весняний, реп'яшок тощо). Ефемероїди(Від грец. ефемеріі виглядати)- це багаторічні трав'янисті, переважно весняні, рослини (осоки, злаки, тюльпан тощо.).

Дуже своєрідними категоріями рослин, які пристосувалися переносити умови посухи, є. сукулентиі склерофіти.Сукуленти (від грец. соковитий)здатні накопичувати в собі велику кількість води та поступово її витрачати. Наприклад, деякі кактуси північноамериканських пустель можуть містити від 1000 до 3000 л води. Вода накопичується в листі (алое, очиток, агава, молодило) або стеблах (кактуси та кактусоподібні молочаї).

Тварини отримують воду трьома основними шляхами: безпосередньо випивши або поглинаючи через покриви, разом із їжею та в результаті метаболізму.

Багато видів тварин п'ють воду і в досить великій кількості. Наприклад, гусениць китайського дубового шовкопряда може випити до 500 мл води. Окремі види звірів та птахів потребують регулярного споживання води. Тому вони обирають певні джерела та регулярно відвідують їх як місця водопою. Пустельні види птахів щодня літають до оаз, п'ють там воду і приносять воду пташенятам.

Частина видів тварин, що не вживає воду шляхом прямого пиття, може вживати її, всмоктуючи всією поверхнею шкіри. У комах та личинок, що мешкають у ґрунті, зволоженій потертою дерев, їх покриви проникні для води. Австралійська ящірка молох сприймає вологу опадів шкірою, що є надзвичайно гігроскопічним. Багато тварин одержують вологу із соковитою їжею. Такими соковитими кормами може бути трава, соковиті плоди, ягоди, цибулини та бульби рослин. Степова черепаха, що мешкає в центральноазіатських степах, споживає воду тільки із соковитою їжею. У цих регіонах, у місцях посадки овочів або на баштанах, черепахи завдають великої шкоди, харчуючись динями, кавунами, огірками. Також отримують воду деякі хижі тварини, за рахунок поїдання своєї жертви. Це властиво, наприклад, африканській лисиці-фенеці.

Види, які харчуються виключно сухою їжею і не мають можливості споживати воду, одержують її шляхом метаболізму, тобто хімічним шляхом під час перетравлення їжі. Метаболічна вода може утворюватися в організмі внаслідок окислення жирів та крохмалю. Це важливий спосіб отримання води, особливо для тварин, які населяють спекотні пустелі. Так, червонохвоста піщанка іноді харчується тільки сухим насінням. Відомі експерименти, коли за умов неволі північноамериканська оленя миша прожила близько трьох років, харчуючись лише сухими зернами ячменю.

Едафічні чинники.

Поверхня літосфери Землі становить окреме середовище життя, що характеризується своїм комплексом екологічних чинників. Цю групу факторів називають едафічними(Від грец. едафос- Грунти). Ґрунтам властиві своя будова, склад та властивості.

Ґрунти характеризуються певною вологістю, механічним складом, вмістом органічних, неорганічних та органо-мінеральних сполук, певною кислотністю. Від показників залежать багато властивостей самого грунту і поширення живих організмів у ньому.

Наприклад, окремі видирослин і тварин люблять ґрунти з певною кислотністю, а саме: сфагнові мохи, дика смородина, вільха ростуть на кислих ґрунтах, а зелені лісові мохи – на нейтральних.

Реагують на певну кислотність ґрунту також і личинки жуків, наземні молюски та багато інших організмів.

Хімічний склад грунту дуже важливий всім живих організмів. Для рослин найбільш важливими є не тільки ті хімічні елементи, які використовуються ними у великій кількості (азот, фосфор, калій і кальцій), але й ті, що є рідкісними (мікроелементи). Деякі рослини вибірково накопичують певні рідкісні елементи. Хрестоцвіті та парасолькові рослини, наприклад, у 5-10 разів більше накопичують у своєму тілі сірки, ніж інші рослини.

Надлишковий вміст деяких хімічних елементів у ґрунті може негативно (патологічно) впливати на тварин. Наприклад, в одній з долин Туви (Росія) було помічено, що вівці хворіють на якусь специфічну хворобу, яка виявлялася у випаданні вовни, деформації копит тощо. Пізніше з'ясувалося, що в цій долині в ґрунті, воді та деяких рослинах було підвищений вміст селену. Потрапляючи в організм овець у надмірній кількості, цей елемент спричинив хронічний селеновий токсикоз.

Для ґрунту характерний свій тепловий режим. Разом з вологістю він впливає на ґрунтоутворення, на різні процеси, що проходять у ґрунті (фізико-хімічні, хімічні, біохімічні та біологічні).

Завдяки своїй малій теплопровідності ґрунти здатні згладжувати температурні коливання із глибиною. На глибині трохи більше 1 м добові температурні коливання майже відчутні. Наприклад, у пустелі Каракуми, яка характеризується різко континентальним кліматом, влітку, коли температура поверхні ґрунту досягає +59°С, у норах гризунів піщанок на відстані 70 см від входу температура була на 31°С нижчою та становила +28°С. Взимку, протягом морозної ночі, температура в норах піщанок становила +19°С.

Ґрунт є унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей поверхні літосфери та живих організмів, що його населяють. Ґрунт неможливо уявити без живих організмів. Недарма відомий геохімік В.І. Вернадський називав ґрунти біокосне тіло.

Орографічні фактори (рельєф).

Рельєф не відноситься до таких безпосередньо діючих екологічних факторів, як вода, світло, тепло, ґрунт. Проте характер рельєфу у житті багатьох організмів надає опосередкований вплив.

Залежно від величини форм досить умовно розрізняють рельєф кількох порядків: макрорельєф (гори, низини, міжгірські западини), мезорельєф (пагорби, яри, гряди тощо) та мікрорельєф (невеликі западини, нерівності та інше). Кожен їх грає певну роль формуванні комплексу екологічних чинників для організмів. Зокрема, рельєф впливає на перерозподіл таких факторів, як волога та тепло. Так, навіть незначні зниження, кілька десятків сантиметрів, створюють умови підвищеної вологості. З підвищених ділянок вода стікає у нижчі, де створюються сприятливі умови для вологолюбних організмів. Північні та південні схили мають різне освітлення, тепловий режим. У гірських умовах відносно невеликих площах створюються значні амплітуди висот, що призводить до формування різних кліматичних комплексів. Зокрема, типовими їх рисами є знижені температури, сильні вітри, Зміни режиму зволоження, газового складу повітря та ін.

Наприклад, з підняттям над рівнем моря температура повітря знижується на 6 ° С на кожні 1000 м. Хоча це є характеристикою тропосфери, але завдяки рельєфу (височини, гори, гірські плато і т.п.), наземні організми можуть опинитися в умовах, не схожих на ті, що є у сусідніх регіонах. Наприклад, гірський вулканічний масив Кіліманджаро в Африці біля підніжжя оточений саванами, а вище схилами йдуть плантації кави, бананів, лісу та альпійські луки. Вершини Кіліманджаро вкриті вічними снігами та льодовиками. Якщо температура повітря на рівні моря дорівнює +30 ° С, то негативні температури будуть виявлятися вже на висоті 5000 м. У помірних зонах зниження температури на кожні 6 ° С відповідає переміщенню на 800 км у бік високих широт.

Тиск.

Тиск проявляється як у повітряному, так і у водному середовищі. В атмосферному повітрі тиск змінюється посезонно, залежно від стану погоди та висоти над рівнем моря. Особливий інтерес становлять пристрої організмів, які живуть в умовах зниженого тиску, розрідженого повітря високогір'я.

Тиск у водному середовищі змінюється в залежності від глибини: він росте приблизно на 1 атм на кожні 10 м. Для багатьох організмів є межі зміни тиску (глибини), до яких вони пристосувалися. Наприклад, абісальні риби (риби світових глибин) здатні переносити великий тиск, але вони ніколи не піднімаються до поверхні моря, тому що для них це є смертельним. І навпаки, не всі морські організми здатні поринати у воду на великі глибини. Кашалот, наприклад, може пірнати на глибину до 1 км, а морські птахи – до 15-20 м, де вони добувають свою їжу.

Живі організми суші та водного середовища чітко реагують на зміни тиску. Свого часу було зазначено, що риби можуть сприймати навіть незначні зміни тиску. їх поведінка змінюється за зміни атмосферного тиску (напр., перед грозою). У Японії деяких риб спеціально утримують в акваріумах і за зміною їхньої поведінки судять про можливі зміни погоди.

Наземні тварини, сприймаючи незначні зміни тиску, своєю поведінкою можуть прогнозувати зміни стану погоди.

Нерівномірність тиску, що результат нерівномірного прогріву Сонцем і розподілу тепла як і воді, і у атмосферному повітрі, створює умови для змішування водних і повітряних мас, тобто. освіта течій. За певних умов течії є сильним екологічним чинником.

Гідрологічні фактори.

Вода як складова частина атмосфери та літосфери (включаючи ґрунти) відіграє велику роль у житті організмів як один із екологічних факторів, який називають вологістю. У той же час, вода в рідкому стані може бути фактором, що утворює власне середовище, - водне. Завдяки своїм властивостям, які відрізняють воду від усіх інших хімічних сполук, вона в рідкому та вільному стані створює комплекс умов водного середовища, так звані гідрологічні фактори.

Такі характеристики води, як теплопровідність, плинність, прозорість, солоність, по-різному проявляються у водоймищах і є екологічними факторами, які в цьому випадку називають гідрологічними. Наприклад, водяні організми по-різному пристосувалися до різного ступеня солоності води. Розрізняють прісноводні та морські організми. Прісноводні організми не вражають своєю видовою різноманітністю. По-перше, життя на Землі зародилося в морських водах, а по-друге, прісні водоймища займають мізерну частину земної поверхні.

Морські організми більш різноманітні і є кількісно численнішими. Одні з них пристосувалися до низької солоності і живуть в опріснених ділянках моря та інших солонуватих водоймах. У багатьох видів таких водойм спостерігається зменшення розмірів тіла. Так, наприклад, стулки молюсків, їстівної мідії (Mytilus edulis) та серцевидки Ламарка (Cerastoderma lamarcki), які мешкають у затоках Балтійського моряпри солоності 2-6%, у 2-4 рази дрібніше, ніж особини, які живуть у тому самому морі, тільки при солоності 15%. Краб Carcinus moenas у Балтійському морі має дрібні розміри, тоді як у опріснених лагунах та естуаріях він набагато більший. Морські їжакиу лагунах виростають дрібнішими, ніж у морі. Рачок артемія (Artemia salina) при солоності 122% має розміри до 10 мм, але при 20% він виростає до 24-32 мм. Солоність може впливати і на тривалість життя. Та сама серцевидка Ламарка у водах Північної Атлантики живе до 9 років, а у менш солоних водах Азовського моря – 5.

Температура водойм є більш постійним показником, ніж температура суші. Це зумовлено фізичними властивостями води (тепломісткість, теплопровідність). Амплітуда річних коливань температури у верхніх шарах океану не перевищує 10-15 ° С, а в континентальних водоймищах - 30-35 ° С. Що вже говорити про глибинні шари води, яким властива сталість теплового режиму.

Біотичні фактори.

Організми, які живуть на нашій планеті, потребують не лише абіотичних умов для свого життя, вони взаємодіють між собою та часто дуже залежать один від одного. Сукупність чинників органічного світу, які впливають організми прямо чи опосередковано, називають біотичними чинниками.

Біотичні чинники дуже різноманітні, але, незважаючи на це, вони також мають свою класифікацію. Згідно з найпростішою класифікацією біотичні фактори поділяють на три групи, що викликаються: рослинами, тваринами та мікроорганізмами.

Клементс і Шелфорд (1939) запропонували свою класифікацію, в якій враховано найбільше типові формивзаємодії двох організмів - коакції.Усі коакції поділяють на великі групи, залежно від цього, взаємодіють організми одного виду чи двох різних. Типи взаємодій організмів, що належать до одного і того ж виду, є гомотипові реакції. Гетеротиповими реакціямиНазивають форми взаємодії двох організмів різних видів.

Гомотипові реакції.

Серед взаємодії організмів одного виду можна виділити такі коакції (взаємодії): груповий ефект, масовий ефекті внутрішньовидова конкуренція.

Груповий ефект.

Багато живих організмів, які можуть жити поодинці, утворюють групи. Часто у природі можна спостерігати, як групами ростуть деякі види рослин.Це дає можливість прискорити своє зростання. У групи поєднуються і тварини. За таких умов вони краще виживають. За спільного способу життя тваринам легше захищатися, добувати їжу, охороняти своє потомство, переживати несприятливі чинники довкілля. Таким чином, груповий ефект має позитивний вплив на всіх учасників групи.

Групи, у яких поєднуються тварини, можуть бути різними за розмірами. Наприклад, баклани, які на узбережжях Перу утворюють величезні колонії, можуть існувати лише за умови, якщо в колонії не менше 10 тисяч птахів, а на 1 квадратний метр території припадає три гнізда. Відомо, що для виживання африканських слонів стадо має складатися щонайменше з 25 особин, а стадо північних оленів - з 300-400 голів. Зграя вовків може налічувати до десятка особин.

Прості скупчення (тимчасові або постійні) можуть перетворитися на складні угруповання, що складаються зі спеціалізованих особин, які виконують властиву їм функцію в цій групі (сім'ї бджіл, мурах або термітів).

Масовий ефект.

Масовий ефект - це явище, що виникає при перенаселенні якогось життєвого простору. Природно, що з об'єднанні групи, особливо великих розмірів, теж виникає деяке перенаселення, але між груповим і масовим ефектами існує велика різниця. Перший дає переваги кожному члену об'єднання, а інший, навпаки, придушує життєдіяльність усіх, тобто має негативні наслідки. Наприклад, масовий ефект проявляється при скупченні хребетних тварин. Якщо в одній клітині містити піддослідних щурів у великій кількості, то в їхній поведінці виявлятимуться акти агресивності. При тривалому утриманні тварин у таких умовах у вагітних самок розсмоктуються ембріони, агресивність зростає настільки, що щури відгризають один одному хвости, вуха, кінцівки.

Масовий ефект високоорганізованих організмів призводить до стресового стану. У людини це може спричинити психічні розладита нервові зриви.

Внутрішньовидова конкуренція.

Між особами одного виду завжди відбувається своєрідне змагання у отриманні кращих умовіснування. Чим більша щільність поселення тієї чи іншої групи організмів, тим більше напружене змагання. Таке змагання організмів одного виду між собою за ті чи інші умови існування називають внутрішньовидовою конкуренцією.

Масовий ефект та внутрішньовидова конкуренція не є тотожними поняттями. Якщо перше явище виникає на відносно короткий часі згодом завершується розрідженням угруповання (смертність, людожерство, зниження плодючості та ін.), то внутрішньовидова конкуренція існує постійно і врешті-решт призводить до більш широкого пристосування виду до умов середовища. Вигляд стає екологічно пристосованим. Внаслідок внутрішньовидової конкуренції сам вид зберігається і сам себе не знищує внаслідок такої боротьби.

Внутрішньовидова конкуренція може виявлятися у чому завгодно, потім можуть претендувати організми одного виду. У рослин, що густо ростуть, конкуренція може відбуватися за світло, мінеральне харчування і т.д. Наприклад, дуб, коли він росте окремо, має кулясту крону, він досить розлапистий, оскільки нижні бічні гілки отримують достатню кількість світла. У посадках дуба у лісі нижні гілки затінюються верхніми. Гілки, що одержують недостатню кількість світла, відмирають. Зі зростанням дуба у висоту нижні гілки швидко опадають, і дерево набуває лісової форми - довгий циліндричний стовбур і крона гілок на верхівці дерева.

У тварин конкуренція виникає за певну територію, їжу, місця гніздування тощо. Рухливим тваринам легше уникнути жорсткої конкуренції, але вона на них позначається. Як правило, ті, що уникають конкуренції, часто опиняються у несприятливих умовах, вони змушені також, як рослини (або прикріплені види тварин), пристосовуватися до тих умов, якими їм доводиться задовольнятися.

Гетеротипові реакції.

Таблиця 1.2.4. Форми міжвидових взаємодій

	Види займають		Види займають
Форма взаємодії (коакцій)	одну територію (живуть разом)		різні території (живуть окремо)
	Вид А	Вид Б	Вид А	Вид Б
Нейтралізм
Коменсалізм (вид А - коменсал)
Протокооперація
Мутуалізм
Аменсалізм (вид А – аменсал, вид Б – інгібітор)
Хижацтво (вид А - хижак, вид Б - жертва)
Конкуренція

0 - взаємодія між видами не дає виграшу і не завдає шкоди жодній стороні;

Взаємодія між видами дає позитивні наслідки; -взаємодія між видами дає негативні наслідки.

нейтралізм.

Найчастіше зустрічається така форма взаємодії, коли організми різних видів, що займають одну територію, ніяк не впливають один на одного. У лісі мешкає велика кількість видів і багато хто з них підтримує нейтральні взаємини. Наприклад, білка та їжак населяють один і той же ліс, але вони мають нейтральні взаємини, як і безліч інших організмів. Однак ці організми входять до складу однієї екосистеми. Вони є елементами одного цілого, і тому при детальному вивченні все ж таки можна знайти не прямі, а опосередковані, досить тонкі і з першого погляду непомітні зв'язки.

Є. У дум у своїй "Популярній екології" наводить жартівливий, але дуже влучний приклад таких зв'язків. Він пише, що в Англії старі самотні жінки підтримують силу королівських гвардійців. А зв'язок між гвардійцями та жінками досить простий. Самотні жінки, як правило, розводять котів, коти ж полюють на мишей. Що більше кішок, то менше мишей на полях. Миші є ворогами джмелів, бо руйнують їхні нори, де вони живуть. Чим менше мишей, тим більше джмелів. Джмелі, як відомо, не єдині запилювачі конюшини. Більше джмелів на полях – більший урожай конюшини. На конюшині випасають коней, а гвардійці люблять вживати в їжу кінське м'ясо. Ось за таким прикладом у природі можна знайти безліч прихованих зв'язків між різними організмами. Хоча в природі, як видно з прикладу, коти мають нейтральні стосунки з кіньми чи шмелями, проте вони опосередковано пов'язані з ними.

Коменсалізм.

Багато видів організмів вступають у взаємини, які дають користь лише одному боці, іншу від цього не страждає і нічого немає корисного. Таку форму взаємодії організмів називають коменсалізмом.Коменсалізм часто проявляється у вигляді співіснування різних організмів. Так, комахи часто живуть у норах ссавців чи гніздах птахів.

Часто можна спостерігати і таке спільне поселення, коли в гніздах великих хижих птахів чи лелек в'ють гнізда горобці. Для хижих птахів сусідство горобців не заважає, а самих горобців - це надійна охорона їх гнізд.

У природі існує навіть вигляд, що так і названо – краб-коменсал. Цей маленький витончений краб охоче селиться в мантійній порожнині устриць. Цим він не заважає молюску, а сам отримує притулок, свіжі порції води та поживні частинки, що потрапляють із водою до нього.

Протокооперація.

Наступним кроком спільної позитивної коакції двох організмів різних видів є протокооперація,при якій обидва види виграють від взаємодії. Природно, що ці види можуть існувати окремо без будь-яких втрат. Цю форму взаємодії ще називають первинної кооперації,або співробітництвом.

У морі така взаємовигідна, але не обов'язкова форма взаємодії виникає при об'єднанні крабів та кишковопорожнистих. Актинії, наприклад, часто поселяються на спинній стороні крабів, замасковуючи та захищаючи їх своїми жалюгідними щупальцями. У свою чергу, актинії одержують від крабів шматочки їжі, які залишаються від їхньої їжі, і використовують крабів як транспортний засіб. І краби, і актинії здатні вільно і незалежно існувати у водоймі, але коли вони поблизу, то краб навіть сам клешні пересаджує актинію на себе.

Спільне гніздування птахів різних видів в одній колонії (чаплі та баклани, кулики та крячки різних видів тощо) теж є прикладом співробітництва, при якому виграють обидві сторони, наприклад, при захисті від хижаків.

Мутуалізм.

Мутуалізм (або облігатний симбіоз)є наступним етапом взаємовигідного пристосування різних видів друг до друга. Він відрізняється від протокооперації своєю залежністю. Якщо при протокооперації організми, які вступають у зв'язок, можуть існувати окремо та незалежно один від одного, то за мутуалізму існування цих організмів окремо неможливо.

Такого типу коакції часто виникають у досить різних організмах, віддалених у систематичному плані, з різними потребами. Прикладом може бути зв'язок між азотфиксирующими бактеріями (бульбашкові бактерії) і бобовими рослинами. Речовини, що виділяються кореневою системою бобових, стимулюють зростання бульбашкових бактерій, а продукти життєдіяльності бактерій призводять до деформації кореневих волосків, із чого починається утворення бульбашок. Бактерії мають здатність засвоювати атмосферний азот, який є дефіцитом у ґрунті, але необхідним макроелементом для рослин, що в цьому випадку дає велику користь бобовим рослинам.

У природі досить поширеним є взаємини грибів та коренів рослин, які називаються мікоризою.Грибниця, взаємодіючи з тканинами кореня, утворює своєрідний орган, який допомагає рослині ефективніше засвоювати мінеральні речовини із ґрунту. Гриби від цієї взаємодії одержують продукти фотосинтезу рослини. Багато видів дерев не можуть рости без мікоризи, і певні види грибів утворюють мікоризу з корінням певних видів дерев (дуб і білий гриб, береза ​​та підберезник та ін.).

Класичним прикладом мутуалізму є лишайники, які поєднують у собі симбіотичний зв'язок грибів та водоростей. Функціональні та фізіологічні зв'язки між ними настільки тісні, що їх розглядають як окрему групуорганізмів. Гриб у цій системі забезпечує водорість водою та мінеральними солями, а водорость, у свою чергу, дає грибу органічні речовини, які сама синтезує.

Аменсалізм.

У природному середовищі в повному обсязі організми позитивно впливають друг на друга. Є багато випадків, коли задля забезпечення своєї життєдіяльності один вид шкодить іншому. Така форма коакцій, коли один вид організму пригнічує ріст і розмноження організму іншого виду, не втрачаючи нічого, має назву аменсалізму (антибіозу).Пригнічений вигляд у парі, що взаємодіє, називають аменсалом,а того, що пригнічує, - інгібітором.

Аменсалізм найкраще вивчений у рослин. У процесі життя рослини виділяють у довкілля хімічні речовини, які є чинниками впливу інші організми. Щодо рослин аменсалізм має свою назву - алелопатия.Відомо, що завдяки виділенню корінням токсичних речовин нечуйвітер волохатенький витісняє інші однорічні рослини та утворює суцільні одновидові зарості на великих площах. На полях пирій та інші бур'яни витісняють чи пригнічують культурні рослини. Горіх та дуб пригнічують трав'янисту рослинність під своїми кронами.

Рослини можуть виділяти алелопатичні речовини не тільки корінням, а й надземною частиною свого тіла. Летючі алелопатичні речовини, що виділяються рослинами у повітря, називають фітонцидів.в основному вони нищівно діють на мікроорганізми. Всім добре відома антимікробна профілактична дія часнику, цибулі, хрону. Багато фітонцидів продукують хвойні породи дерев. Один гектар насаджень ялівцю звичайного за рік виробляє понад 30 кг фітонцидів. Часто хвойні породи використовуються в населених пунктах для створення санітарно-захисних смуг навколо різних виробництв, що сприяє очищенню повітря.

Фітонциди негативно впливають як на мікроорганізми, а й у тварин. У побуті здавна застосовували різні рослини боротьби з комахами. Так, баглиця та лаванда є добрим засобом для боротьби з міллю.

Антибіоз відомий і мікроорганізмів. Його вперше було відкрито Би. Бабешем (1885) і перевідкрито А. Флемінгом (1929). Було показано, що гриби пеніцилу виділяють речовину (пеніцилін), що пригнічує ріст бактерій. Широко відомо, що деякі молочнокислі бактерії окислюють своє оточення так, що в ньому не можуть існувати гнильні бактерії, які потребують лужного або нейтрального середовища. Алелопатичні хімічні речовини мікроорганізмів відомі під назвою антибіотики.Вже описано понад 4 тисячі антибіотиків, але лише близько 60 різновидів широко застосовуються в медичній практиці.

Захист тварин від ворогів може здійснюватися і за допомогою виділення речовин, що мають неприємний запах (напр., серед рептилій - грифе черепахи, вужі; птахів - пташенята удодів; ссавців - скунси, тхори).

Хижництво.

Викраденням у широкому розумінні цього слова вважається спосіб добування їжі та харчування тварин (іноді і рослин), при якому вони ловлять, умертвляють та поїдають інших тварин. Іноді під цим терміном розуміють будь-яке поїдання одних організмів іншими, тобто. такі взаємини між організмами, у яких одні використовують інших як їжу. При такому розумінні заєць є хижаком щодо трави, що він споживає. Але ми будемо користуватися більш вузьким розумінням хижацтва, при якому один організм харчується іншим, що близький до першого в систематичному плані (наприклад, комахи, які харчуються комахами; риби, які харчуються рибами; птиці, які харчуються плазунами, птахами та ссавцями; ссавці, які харчуються птахами та ссавцями). Крайній випадок хижацтва, у якому вид живиться організмами свого виду, має назву канібалізму.

Іноді хижак відбирає жертву в такій кількості, що це негативно не впливає на чисельність її популяції. Цим хижак сприяє кращому стану популяції жертви, яка до того ж пристосувалася до преси хижака. Народжуваність у популяціях жертви вище, ніж потрібно для нормального підтримки її чисельності. Образно кажучи, населення жертви враховує те, що має відібрати хижак.

Міжвидова конкуренція.

Між організмами різних видів, так само, як і між організмами одного виду, виникають взаємодії, завдяки яким вони намагаються отримати один і той самий ресурс. Такі коакції між різними видами мають назву міжвидової конкуренції. Іншими словами можна сказати, що міжвидова конкуренція - це будь-яка взаємодія між популяціями різних видів, яка несприятливо впливає на їх зростання та виживання.

Наслідками такої конкуренції можливо витіснення одного організму іншим з певної екологічної системи (принцип конкурентного виключення). У той самий час конкуренція сприяє виникненню у процесі відбору багатьох адаптацій, що веде до різноманіттю видів, які у певному співтоваристві чи регіоні.

Конкурентна взаємодія може стосуватися простору, їжі або біогенних елементів, світла та багатьох інших факторів. Міжвидова конкуренція, в залежності від того, на чому вона базується, може призвести або до встановлення рівноваги між двома видами, або, при більш жорсткій конкуренції, до заміни популяції одного виду популяцією іншого. Також результатом конкуренції може стати і таке, що один вид витіснить інший в інше місце або змусить його перейти на інші ресурси.

Будь-які властивості або компоненти зовнішнього середовища, що впливають на організми, називають екологічними факторами. Світло, тепло, концентрація солей у воді чи ґрунті, вітер, град, вороги та збудники хвороб – все це екологічні фактори, перелік яких може бути дуже великим.

Серед них розрізняють абіотичні, що відносяться до неживої природи, та біотичніпов'язані з впливом організмів один на одного.

Екологічні чинники надзвичайно різноманітні, і кожен вид, відчуваючи їхній вплив, відповідає на нього по-різному. Тим не менш, є деякі загальні закони, яким підкоряються реакції реакції організмів на будь-який фактор середовища.

Головний із них - закон оптимуму. Він відбиває те, як переносять живі організми різну силу впливу екологічних чинників. Сила впливу кожного їх постійно змінюється. Ми живемо у світі зі змінними умовами, і лише у певних місцях планети значення деяких чинників більш менш постійні (у глибині печер, на дні океанів).

Закон оптимуму виявляється у тому, що будь-який екологічний чинник має певні межі позитивного впливу живі організми.

При відхиленні цих меж знак впливу змінюється на протилежний. Наприклад, тварини та рослини погано переносять сильну спеку та сильні морози; Оптимальними є середні температури. Так само і посуха, і постійні зливи однаково несприятливі для врожаю. Закон оптимуму свідчить про міру кожного чинника життєздатності організмів. На графіці він виражається симетричною кривою, що показує, як змінюється життєдіяльність виду за поступового збільшення впливу чинника (рис. 13).

Малюнок 13. Схема впливу чинників середовища на живі організми. 1,2 - критичні точки
(Для збільшення зображення натисніть на малюнок)

У центрі під кривою - зона оптимуму. При оптимальних значеннях фактора організми активно зростають, харчуються, розмножуються. Чим більше відхиляється значення фактора вправо чи вліво, тобто у бік зменшення чи збільшення сили дії, тим менш сприятливо для організмів. Крива, що відбиває життєдіяльність, різко спускається вниз по обидва боки оптимуму. Тут розташовуються дві зони песимуму. При перетині кривої з горизонтальною віссю знаходяться дві критичні точки. Це такі значення чинника, які організми не витримують, поза межами настає смерть. Відстань між критичними точками показує ступінь витривалості організмів зміну фактора. Умови, близькі до критичних точок, особливо тяжкі для виживання. Такі умови називають екстремальними.

Якщо накреслити криві оптимуму будь-якого чинника, наприклад, температури, для різних видів, то вони не збігатимуться. Часто те, що є оптимальним для одного виду, для іншого є песимум або навіть знаходиться за межами критичних точок. Верблюди та тушканчики не могли б жити в тундрі, а північні олені та лемінги – у спекотних південних пустелях.

Екологічне розмаїття видів проявляється у становищі критичних точок: в одних вони зближені, в інших - широко розставлені. Це означає, що ряд видів може жити тільки в дуже стабільних умовах, при незначній зміні екологічних факторів, інші витримують широкі їх коливання. Наприклад, рослина недоторка в'яне, якщо повітря не насичене водяними парами, а ковила добре переносить зміни вологості і не гине навіть у посуху.

Таким чином, закон оптимуму показує нам, що для кожного виду є свій захід впливу кожного фактора. І зменшення, і посилення впливу за межами цього заходу веде до загибелі організмів.

Для розуміння зв'язку видів із середовищем не менш важливий закон обмежуючого фактора.

У природі на організми одночасно впливає цілий комплекс факторів середовища у різних комбінаціях та з різною силою. Виділити роль кожного з них непросто. Який із них означає більше, ніж інші? Те, що ми знаємо про закон оптимуму, дозволяє зрозуміти, що немає цілком позитивних чи негативних, важливих чи другорядних чинників, проте залежить від сили впливу кожного.

Закон обмежує чинника свідчить, що найбільш значимий той чинник, який найбільше відхиляється від оптимальних для організму значень.

Саме від нього і залежить у цей конкретний період виживання особин. В інші відрізки часу обмежують можуть стати інші фактори, і протягом життя організми зустрічаються з різними обмеженнями своєї життєдіяльності.

З законами оптимуму та обмежуючого чинника постійно стикається практика сільського господарства. Наприклад, зростання та розвиток пшениці, а отже, і одержання врожаю постійно обмежуються то критичними температурами, то недоліком чи надлишком вологи, то нестачею мінеральних добрив, а іноді й такими катастрофічними впливами, як град та бурі. Потрібно багато сил і засобів, щоб підтримувати оптимальні умови для посівів, і при цьому насамперед компенсувати чи пом'якшувати дію саме факторів, що обмежують.

Умови проживання різних видівнапрочуд різноманітні. Одні з них, наприклад, деякі дрібні кліщики або комахи, все життя проводять усередині листа рослини, який для них - цілий світ, інші освоюють величезні та різноманітні простори, як, наприклад, північні олені, кити в океані, перелітні птахи.

Залежно від цього, де живуть представники різних видів, ними діють різні комплекси екологічних чинників. На нашій планеті можна виділити декілька основних середовищ життя, що сильно розрізняються за умовами існування: водну, наземно-повітряну, ґрунтову. Середовищем проживання служать також самі організми, в яких живуть інші.

Водне середовище життя.Усі водяні, незважаючи на відмінності в способі життя, повинні бути пристосовані до головних особливостей свого середовища. Ці особливості визначаються насамперед фізичними властивостями води: її щільністю, теплопровідністю, здатністю розчиняти солі та гази.

густинаводи визначає її значну силу, що виштовхує. Це означає, що у воді полегшується вага організмів і з'являється можливість вести постійне життя у воді, не опускаючись на дно. Безліч видів, переважно дрібних, нездатних до швидкого активного плавання, ніби ширяють у воді, перебуваючи в ній у зваженому стані. Сукупність таких дрібних водних мешканців отримала назву планктон. До складу планктону входять мікроскопічні водорості, дрібні рачки, ікра та личинки риб, медузи та багато інших видів. Планктонні організми переносяться течіями не в змозі протистояти їм. Наявність у воді планктону уможливлює фільтраційний тип харчування, тобто відціджування, за допомогою різних пристосувань, зважених у воді дрібних організмів і харчових частинок. Воно розвинене і у плаваючих, і у сидячих донних тварин, таких як морські лілії, мідії, устриці та інші. Сидячий спосіб життя був би неможливим у водних жителів, якби не було планктону, а він, у свою чергу, можливий лише в середовищі з достатньою щільністю.

Щільність води ускладнює активне пересування в ній, тому тварини, що швидко плавають, такі, як риби, дельфіни, кальмари, повинні мати сильну мускулатуру і обтічну форму тіла. У зв'язку з високою щільністю води тиск із глибиною сильно зростає. Глибоководні жителі здатні переносити тиск, який у тисячі разів вищий, ніж на поверхні суші.

Світло проникає у воду лише на невелику глибину, тому рослинні організми можуть існувати лише у верхніх горизонтах водної товщі. Навіть у найчистіших морях фотосинтез можливий лише до глибин у 100-200 м. На великих глибинах рослин немає, а глибоководні тварини живуть у повній темряві.

Температурний режиму водоймах більш м'який, ніж суші. Через високу теплоємність води коливання температури в ній згладжені, і водні жителі не стикаються з необхідністю пристосовуватися до сильних морозів або сорокаградусної спеки. Тільки в гарячих джерелах температура води може наближатися до точки кипіння.

Одна із складностей життя водних мешканців - обмежена кількість кисню. Його розчинність не дуже велика і, до того ж, сильно зменшується при забрудненні або нагріванні води. Тому у водоймах іноді бувають замори- масова загибель мешканців через брак кисню, що настає з різних причин.

Сольовий складсередовища також є дуже важливим для водних організмів. Морські види не можуть жити в прісних водах, а прісноводні – у морях через порушення роботи клітин.

Наземно-повітряне середовище життя.Це середовище відрізняється іншим набором особливостей. Вона загалом складніша і різноманітніша, ніж водна. У ній багато кисню, багато світла, різкіші зміни температури в часі та у просторі, значно слабші перепади тиску і часто виникає дефіцит вологи. Хоча багато видів можуть літати, а дрібні комахи, павуки, мікроорганізми, насіння та суперечки рослин переносяться повітряними течіями, харчування та розмноження організмів відбувається на поверхні землі чи рослин. У такому малощільному середовищі, як повітря, організмам необхідна опора. Тому у наземних рослин розвинені механічні тканини, а у наземних тварин сильніше, ніж у водних, виражений внутрішній або зовнішній скелет. Низька щільність повітря полегшує пересування у ньому.

М. С. Гіляров (1912-1985) великий зоолог, еколог, академік, засновник широких досліджень світу ґрунтових тварин пасивний політ освоїли близько двох третин мешканців суші. Більшість із них - комахи та птахи.

Повітря – поганий провідник тепла. Цим полегшується можливість збереження тепла, що виробляється всередині організмів, та підтримання постійної температури у теплокровних тварин. Сам розвиток теплокровності став можливим у наземному середовищі. Предки сучасних водних ссавців – китів, дельфінів, моржів, тюленів – колись жили на суші.

У наземних жителів дуже різноманітні пристрої, пов'язані із забезпеченням себе водою, особливо в посушливих умовах. У рослин це потужна коренева система, водонепроникний шар на поверхні листя та стебел, здатність до регуляції випаровування води через продихи. У тварин також різні особливості будови тіла і покривів, але, крім того, підтримці водного балансу сприяє і відповідна поведінка. Вони можуть, наприклад, здійснювати міграції до водопоїв або активно уникати умов, що особливо висушують. Деякі тварини можуть жити все життя взагалі на сухому кормі, як, наприклад, тушканчики або всім відома моль. І тут вода, необхідна організму, виникає з допомогою окислення складових частин їжі.

У житті наземних організмів велику роль грають і багато інших екологічних факторів, наприклад, склад повітря, вітри, рельєф земної поверхні. Особливо важливі погода та клімат. Мешканці наземно-повітряного середовища повинні бути пристосовані до клімату тієї частини Землі, де вони живуть, та переносити мінливість погодних умов.

Ґрунт як середовище життя.Грунт є тонким шаром поверхні суші, переробленим діяльністю живих істот. Тверді частки пронизані в грунті порами і порожнинами, заповненими частково водою, а частково повітрям, тому здатні населяти грунт і дрібні водні організми. Об'єм дрібних порожнин у ґрунті - дуже важлива її характеристика. У пухких ґрунтах він може становити до 70%, а в щільному - близько 20%. У цих порах і порожнинах або на поверхні твердих частинок мешкає безліч мікроскопічних істот: бактерій, грибів, найпростіших, круглих черв'яків, членистоногих. Найбільші тварини прокладають у ґрунті ходи самі. Весь ґрунт пронизаний корінням рослин. Глибина грунту визначається глибиною проникнення коренів і діяльністю тварин, що риють. Вона становить трохи більше 1,5-2 м.

Повітря в грунтових порожнинах завжди насичене водяними парами, а склад його збагачений вуглекислим газом і збіднений киснем. Цим умови життя у ґрунті нагадують водне середовище. З іншого боку, співвідношення води та повітря у ґрунтах постійно змінюється залежно від погодних умов. Температурні коливання дуже різкі біля поверхні, але швидко згладжуються з глибиною.

Головна особливість ґрунтового середовища - постійне надходження органічної речовинив основному за рахунок відмираючих коренів рослин і опадаючого листя. Це цінне джерело енергії для бактерій, грибів та багатьох тварин, тому ґрунт - найбільш насичене життям середа. Її прихований від очей світ дуже багатий та різноманітний.

За зовнішнім виглядом різних видів тварин і рослин можна зрозуміти, не тільки в якому середовищі вони мешкають, але і який спосіб життя в ньому ведуть.

Якщо перед нами чотирилапа тварина з сильно розвиненою мускулатурою стегон на задніх кінцівках і набагато слабшою – на передніх, які до того ж і вкорочені, з відносно короткою шиєю та довгим хвостом, то ми з упевненістю можемо сказати, що це – наземний стрибун, здатний до швидких та маневрених рухів, мешканець відкритих просторів. Так виглядають і знамениті австралійські кенгуру, і пустельні азіатські тушканчики, і африканські стрибунці, і багато інших ссавців, що стрибають - представники різних загонів, що живуть на різних континентах. Вони мешкають у степах, преріях, саванах – там, де швидке пересування землею – головний засіб порятунку від хижаків. Довгий хвіст служить балансиром при швидких поворотах, інакше тварини втрачали б рівновагу.

Стегна сильно розвинені на задніх кінцівках і у комах, що стрибають, - сарани, коників, бліх, жуків-листоблошок.

Компактне тіло з коротким хвостом і короткими кінцівками, з яких передні дуже потужні і виглядають схожими на лопату або граблі, підсліпуваті очі, коротка шия і коротке, як би підстрижене, хутро говорять нам про те, що перед нами підземне звірятко, що риє нори та галереї . Це може бути і лісовий кріт, і степовий сліпий, і австралійський сумчастий кріт, і багато інших ссавців, які ведуть подібний спосіб життя.

Комахи, що роють, - капустянки також відрізняються компактним, кремезним тілом і потужними передніми кінцівками, схожими на зменшений ківш бульдозера. На вигляд вони нагадують маленького крота.

Всі літаючі види мають розвинені широкі площини - крила у птахів, кажанів, комах або складки шкіри, що розправляються, з боків тіла, як у плануючих летяг або ящірок.

Організми, що розселяються шляхом пасивного польоту, з потоками повітря, характеризуються дрібними розмірами та дуже різноманітною формою. Однак у всіх є одна спільна риса - сильний розвитокповерхні, порівняно з вагою тіла. Це досягається різними шляхами: за рахунок довгих волосків, щетинок, різноманітних виростів тіла, його подовження або ущільнення, полегшення частки. Так виглядають і дрібні комахи, і плоди-летучки рослин.

Зовнішню схожість, що виникає у представників різних неспоріднених груп і видів у результаті подібного способу життя, називають конвергенцією.

Вона зачіпає переважно ті органи, які безпосередньо взаємодіють із зовнішнім середовищем, і набагато слабше проявляється у будові внутрішніх систем – травної, видільної, нервової.

Форма рослини визначає особливості його відносин із зовнішнім середовищем, наприклад спосіб перенесення холодної пори року. У дерев та високих чагарників найвищі гілки.

Форма ліани - зі слабким стволом, що обвиває інші рослини, може бути як у деревних, так і у трав'янистих видів. До них належать виноград, хміль, лугова повилика, тропічні ліани. Обвиваючи стовбури та стебла прямостоячих видів, ліаноподібні рослини виносять своє листя та квітки до світла.

У подібних кліматичних умовах на різних материках виникає подібний зовнішній вигляд рослинності, яка складається з різних, часто зовсім не споріднених видів.

Зовнішню форму, що відбиває спосіб взаємодії із середовищем проживання, називають життєвою формою виду. Різні видиможуть мати подібну життєву формуякщо ведуть близький спосіб життя.

Життєва форма виробляється у ході вікової еволюції видів. Ті види, що розвиваються з метаморфозом, протягом життєвого циклу закономірно змінюють свою життєву форму. Порівняйте, наприклад, гусеницю і дорослого метелика або жабу та її пуголовка. Деякі рослини можуть набувати різної життєвої форми залежно від умов зростання. Наприклад, липа або черемха можуть бути і деревом, що прямо стоїть, і кущем.

Співтовариства рослин та тварин стійкіші та повноцінніші, якщо вони включають представників різних життєвих форм. Це означає, що таке співтовариство повніше використовує ресурси середовища проживання і має різноманітні внутрішні зв'язку.

Склад життєвих форм організмів у спільнотах служить як би індикатором особливостей навколишнього середовища і змін, що відбуваються в ній.

Інженери, що конструюють літальні апарати, уважно вивчають різні життєві форми комах, що літають. Створено моделі машин з польотом, що махає, за принципом руху в повітрі двокрилих і перетинчастокрилих. У сучасної технікисконструйовано крокуючі машини, а також роботи з важільним та гідравлічним способом руху, як у тварин різних життєвих форм. Такі машини здатні пересуватися крутими схилами і бездоріжжям.

Життя на Землі розвивалося в умовах регулярної зміни дня і ночі та чергування пір року через обертання планети навколо своєї осі та навколо Сонця. Ритміка довкілля створює періодичність, т. е. повторюваність умов у житті більшості видів. Регулярно повторюються як критичні, важкі для виживання періоди, і сприятливі.

Пристосованість до періодичних змін довкілля виявляється у живих істот як безпосередньої реакцією на мінливі чинники, а й у спадково закріплених внутрішніх ритмах.

Добові ритми.Добові ритми пристосовують організми до зміни дня та ночі. У рослин інтенсивне зростання, розпускання квіток присвячені певному часу доби. Тварини протягом доби сильно змінюють активність. За цією ознакою розрізняють денні та нічні види.

Добовий ритм організмів - це відображення зміни зовнішніх умов. Якщо помістити людину, чи тварин, чи рослини у постійну, стабільну обстановку без зміни дня й ночі, то зберігається ритміка процесів життєдіяльності, близька до добової. Організм як би живе за своїм внутрішнім годинником, відраховуючи час.

Добовий ритм може захоплювати багато процесів в організмі. У людини близько 100 фізіологічних характеристик підпорядковуються добовому циклу: частота скорочення серця, ритм дихання, виділення гормонів, секрет травних залоз, кров'яний тиск, температура тіла та багато інших. Тому, коли людина не спить замість сну, організм все одно налаштований на нічний стан і безсонні ночі погано позначаються на здоров'ї.

Однак добові ритми проявляються не в усіх видів, а лише в тих, у яких зміна дня і ночі відіграє важливу екологічну роль. Мешканці печер або глибоких вод, де такої зміни немає, живуть за іншими ритмами. Та й серед наземних мешканців добова періодичність виявляється не у всіх.

У дослідах за строго постійних умов плодові мушки-дрозофіли зберігають добовий ритм протягом десятків поколінь. Ця періодичність передається в них у спадок, як і в багатьох інших видів. Так глибокі пристосувальні реакції, пов'язані з добовою циклікою довкілля.

Порушення добової ритміки організму в умовах нічної роботи, космічних польотів, підводного плавання тощо представляють серйозну медичну проблему.

Річні ритми.Річні ритми пристосовують організми до сезонної зміни умов. У житті видів періоди зростання, розмноження, лінек, міграцій, глибокого спокою закономірно чергуються і повторюються таким чином, що критичну пору року організми зустрічають у найстійкішому стані. Найуразливіший же процес - розмноження та вирощування молодняку ​​- припадає на найбільш сприятливий сезон. Ця періодичність зміни фізіологічного стану протягом року багато в чому вроджена, тобто проявляється як внутрішній річний ритм. Якщо, наприклад, австралійських страусів або дикого собаку динго помістити в зоопарк Північної півкулі, період розмноження настане восени, коли в Австралії весна. Перебудова внутрішніх річних ритмів відбувається насилу, через ряд поколінь.

Підготовка до розмноження або до перезимівлі - тривалий процес, який починається в організмах задовго до критичних періодів.

Різкі короткочасні зміни погоди (літні заморозки, зимові відлиги) зазвичай не порушують річних ритмів рослин та тварин. Головний екологічний фактор, на який реагують організми у своїх річних циклах, – не випадкові зміни погоди, а фотоперіод- Зміни у співвідношенні дня і ночі.

Довжина світлового дня закономірно змінюється протягом року, і ці зміни служать точним сигналом наближення весни, літа, осені чи зими.

Здатність організмів реагувати на зміну довжини дня отримала назву фотоперіодизм.

Якщо день скорочується, види починають готуватися до зими, якщо подовжується – до активного зростання та розмноження. В цьому випадку для життя організмів важливий не сам фактор зміни довжини дня та ночі, а його сигнальне значення, що свідчить про майбутні глибокі зміни у природі.

Як відомо, довжина дня залежить від географічної широти. У північній півкулі на півдні літній день значно коротший, ніж на півночі. Тому південні та північні види по-різному реагують на ту саму величину зміни дня: південні приступають до розмноження при більш короткому дні, ніж північні.

ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

Іванова Т.В., Калінова Г.С., М'ягкова О.М. "Спільна біологія". Москва, "Освіта", 2000

• Тема 18. "Середовище проживання. Екологічні фактори." Глава 1; стор 10-58
• Тема 19. "Населення. Типи взаємовідносин організмів." розділ 2 §8-14; стор 60-99; розділ 5 § 30-33
• Тема 20. "Екосистеми." розділ 2 §15-22; стор 106-137
• Тема 21. "Біосфера. Кругообіги речовин." розділ 6 §34-42; стор 217-290

· Людина надає усвідомлений, цілеспрямований вплив на навколишнє середовище (звичайно, не завжди розумний). Ф.Енгельс писав: “Тварина лише користується зовнішньої природою і робить у ній зміни у силу своєї присутності; людина ж внесеними ним змінами змушує служити її своїм цілям, панує з неї».

· Антропогенний фактор за силою, інтенсивністю та глобальністю впливу в даний час не має рівних у природі. Люди розширили коло доступних джерел енергії до використання ядерних і термоядерних реакцій.

· Людина створює штучні довкілля, може тривалий час перебувати в космічному просторі та під водою, впливаючи на природу.

Сьогодні навколишнє середовище практично є штучні, створені людиною екосистеми чи природні екосистеми, тією чи іншою мірою видозмінені його діяльністю. Абсолютно незмінених екосистем на планеті немає!

Усі екосистеми залежно від ступеня антропогенного на них діляться на натурценози, агроценози та урбаноценози.

Натурценозихарактеризуються великою різноманітністю диких видів рослин та тварин. Вони відповідають різним ландшафтним зонам: тундрі, лісотундрі, тайзі, змішаним та широколистяним лісам, степам, пустелям, субтропікам та тропікам.

Екологічна характеристика:

· Велика різноманітність видового складу рослин та тварин.

· Екологічний гомеостаз підтримується за рахунок саморегуляції.

· Природний кругообіг речовин та використання сонячної енергії.

У натурценози люди потрапляють щодо природних умов, ресурсів, інженерно-геологічної обстановки в освоюваному районі. На цьому етапі освоєння природи люди наражаються на небезпеку зараження природно-осередковими захворюваннями, страждають від нападу гнусу, кліщів та несприятливих погодних умов, що призводить до виникнення хвороб органів дихання, адаптаційних синдромів з боку серцево-судинної системи, неврозів, збільшення травматизму.

Приклади: зміна лісового ландшафту на луго-польовий у середній смузі Росії призвела до зміни складу мишоподібних гризунів та появи нових природних вогнищ туляремії. Освоєння тайгових районів Сибіру та Далекого Сходу супроводжувалося появою випадків захворювання людей на тайговий енцефаліт.

Агроценози.Під впливом сільськогосподарського виробництва виникають штучні екологічні системи – агроценози (поля, сіножаті, пасовища, сади, парки, лісові посадки).

Екологічна характеристика :

· Число видів тварин і рослин обмежено, але їх чисельність часом величезна. Зазвичай це лише кілька сільськогосподарських культур, бур'яни та шкідники сільськогосподарських рослин, невелика кількість видів свійських тварин. Вони перебувають під контролем штучного відбору.

· На відміну від природних біогеоценозів, штучні екологічні системи для нормального функціонування потребують того, щоб людина сама підтримувала їх гомеостаз, тобто. керував ними (знищення шкідливих та охорона корисних видів).

· Кругообіг речовин спотворений, т.к. людина вилучає ті чи інші речовини, вносить добрива.

· Для збереження агроценозів потрібні витрати додаткової енергії: техніка та фізична сила.

Близько 60% сільськогосподарських земель використовується екстенсивно із залученням м'язової сили людини та тварин. Лише 40% оброблюваних земель – агроценози, що інтенсивно виробляються, в них врожайність сільськогосподарських рослин досягає біологічно можливого максимуму.

Медико-біологічна характеристика:

В агроценозах прогресивно збільшуються втрати сільськогосподарських угідь у зв'язку з вимиванням родючого гумусного шару, вітровою ерозією ґрунтів, зростанням протяжності ярів, рухомих пісків. Грунт насичується отрутохімікатами та мінеральними добривами, водоймища забруднюються господарсько-побутовими стічними водами.

Урбаноценози– антропоекосистеми міст та селищ. Перші міста з'явилися у 3-му тисячолітті до н. На початку XIX століття в них жило 3% населення, у 1900 р. – 13%, у 1995 р. – 71% у США, 91% у Великобританії, у Росії – 74%, а на початку XXI століття у Росії це число досягне 80-90%.

Будівництво міст – явище прогресивне. Вони концентруються промислові підприємства, легше вирішуються проблеми працевлаштування, постачання продуктами харчування, медичного обслуговування, є різноманітні навчальні, наукові та культурні заклади. У містах є всі умови для виробничої діяльності та організації побуту людей.

Але, з іншого боку, міста характеризуються найбільш вираженими змінами природного середовищабагато з яких мають негативне значення.

Екологічна характеристика:

· Бідність видового складу фауни та флори.

· Великі скупчення людей.

· Переважання синантропних видів тварин.

· Незамкнений кругообіг речовин, до якого залучаються метали, пластмаси, що не руйнуються природними редуцентами.

· Штучне підтримання гомеостазу, спрямований збереження популяції людей.

· Використання додаткових джерел енергії.

Медико-біологічна характеристика:

При будівництві міст спостерігається повне або часткове руйнування екологічних систем на місці будівництва міста, змінюється геологічне середовище: зникає природний мікрорельєф, відбувається зміна стану та властивостей гірських порід, змінюється рівень ґрунтових вод, спостерігається безповоротний забір води та кисню, створюються техногенні відкладення.

Змінюється клімат: у містах знижується інтенсивність сонячної радіації, підвищується середньорічна температурана 1-2°, з'являється амплітуда температур – у центрі міста температура вища на 2-8°, ніж на периферії, збільшується кількість туманів, опадів, значно змінюється вітровий режим.

Змінюється повітря: хімічний склад атмосферного повітря, його оптичні властивості, теплові характеристики. Забруднення повітря пов'язані з викидами газоподібних речовин та твердих пилових частинок. Запиленість і задимленість повітря у містах знижують кількість ультрафіолетових променів, що сягають земної поверхні, взимку на 30%. Тривалість сонячного висвітлення скорочується на 5-15%. Кліматичні зміни у поєднанні із забрудненням атмосферного повітря призводять до утворення над містами смогу, до складу якого входять окис вуглецю, окис азоту, оксиди сірки та багато інших небезпечних для людей сполук. У людей, що потрапили під смог, розвиваються захворювання органів дихання. Збільшується кількість мікроорганізмів у повітрі (у 200 разів порівняно із сільською місцевістю), зростає захворюваність людей на інфекційні хвороби.

У містах поверхневі води змінюють стік, хімічний склад та температурний режим. Підвищується чи знижується рівень підземних вод. Вживання води складає 150-200 л/добу на одного міського мешканця. Вода може містити органічні, неорганічні, синтетичні та радіоактивні речовини.

Відбувається мінералізація ґрунтів, утрамбування та зняття родючого шару, забруднення рідкими та твердими покидьками, солями важких металів. Порушується природний процес деструкції різних речовин.

Збіднюється рослинний покрив міст, з'являються великі одновидові угруповання рослин, у плодах та листі яких накопичуються токсичні речовини.

Скученість людей, шум, гіподинамія та напружений темп життя створюють умови для розвитку захворювань нервової системи, органів кровообігу, верхніх дихальних шляхів. Зміна атмосферного тиску призводить до головного болю, слабкості та швидкої стомлюваності людей. Порушується обмін речовин, розвивається ожиріння. Рівень цих захворювань у 1,5-2 рази вищий, ніж у сільській місцевості. У містах також зростає транспортний травматизм.