Экологические факторы

Среда, с точки зрения экологии, — это комплекс окружающих условий, которые прямо или опосредовано влияют на жизнедеятельность организмов. Если рассматривать это в в более узком смысле, то среда обитания – те элементы окружающей среды, с которыми организмы вступают в прямые контакты. Любая среда обитания — совокупность отдельных элементов – факторов, которые различны по своей природе и своему воздействию на организмы. Неорганические или абиотические факторы — это температура, освещенность, воздух, вода, ветер, рельеф местности, ионизирующие излучения, кислотность, соленость и плотность среды. Биотические факторы образуются в результате совместного обитания в определенных условиях и взаимовлияния животных и растений. Для каждого экологических факторов, действующих на организм, существуют определенные значения, при которых данный организм будет находиться в наиболее благоприятных условиях. Эти значения называют зоной оптимума. Отклонение значения фактора от этой зоны может быть причиной угнетения жизнедеятельности организма, т.к. может достичь пределов выносливости организма. Как правило тот факторы, значение которых далеко от оптимума или даже приближается в границам предела выносливости организма, оказывают на него наибольшее влияние. Подобные факторы называются ограничивающими факторами.

Предел выносливости вида

Солнечная радиация (или солнечный свет) — один из важнейших экологических климатических факторов. Это связано с тем, что жизнь на Земле в энергетическом отношении обеспечивается постоянным притоком солнечной энергии. Часть этой энергии в процессе фотосинтеза утилизируется, с чем связано создание такого многообразия органических соединений. В солнечном свете присутствует также ультрафиолетовая составляющая, губительная для всего живого, поэтому для жизни на Земле имеет огромное значение озоновый слой атмосферы, который поглощает жесткие ультрафиолетовые лучи. Часть мягких ультрафиолетовых лучей достигает поверхности Земли, и под их воздействием у многих организмов активируется синтез биологически активных веществ (таких, как витамины, пигменты). Наиболее важной для живых организмов является видимая область спектра солнечного света. У растений именно видимые лучи в красной области спектра поглощаются хлорофиллами в процессе фотосинтеза. Для животных световой фактор очень важен для ориентации в пространстве и во времени, кроме того, он участвует в регуляции многих физиологических процессов. Благодаря тепловым (или инфракрасным) лучам повышается температура среды, а это очень важно для большинства организмов, особенно — для холоднокровных.

Действие спектральных диапазонов солнечного света

В процессе эволюции в зависимости от различных условий жизни сформировались светолюбивые, теневыносливые и теневые растения, которым необходимо разное количество света для их нормального развития. В зависимости от условий жизни в процессе эволюции сформировались светолюбивые, теневыносливые и теневые растения, для нормального развития которых необходимо разное количество света. Смена дня и ночи, а также изменения интенсивности светового потока в зависимости от сезона привели к появлению и развитию у живых организмов (и животных, и растений) биологических часов и фотопериодизма. На их основе образовались определенные сезонные ритмы жизнедеятельности. В соответствии с этими ритмами происходят цветение и образование плодов у растений; миграции у птиц; периоды размножения и линьки птиц; смена волосяного покрова, размножение и впадение в спячку у животных и т.п. Подобных примеров можно привести множество.

Огромное значение для живых организмов имеет температура. Она влияет на все процессы их жизнедеятельности, а в первую очередь на скорость обмена веществ. Практически для большинства организмов оптимум температуры лежит в пределах от 15 до 30°С. Однако существуют такие виды бактерий и сине-зеленых водорослей, которые живут в горячих источниках при температуре 80°С. Жизненный цикл обитателей арктических морей (беспозвоночные, рыбы, водоросли) проходит при температурах от 0 до -2° С. У многих организмов есть специальные приспособления к сезонным колебаниям температуры. Например, многие животные и растения при подготовке к зиме переходят в состояние покоя. В этом состоянии они легко переносят сильные морозы (до -70°С), которые бывают, например, в континентальных областях Сибири. В летний период включаются обратные механизмы, которые предохраняют организмы от перегрева. Как правило, это происходит за счет испарения воды; у растений — это транспирация, у животных — потоотделене. Все организмы делятся на холоднокровные (или пойкилотермные), их температура тела зависит от температуры окружающей среды; и теплокровные (гомойотермные),  способные поддерживать постоянную температуру тела. Поддержание высокой температуры тела у теплокровных (млекопитающие и птицы) осуществляется с помощью специальных механизмов:

• интенсивный обмен веществ;
• совершенный механизм терморегуляции;
• хорошая тепловая изоляция благодаря волосяному покрову, оперению и слою подкожного жира.

Не менее важное значение в жизни живых организмов играет влажность. В тропических областях влажность очень высокая, а в засушливых пустынных зонах, наоборот, низкая. В пустынях количество влаги является ограничивающим фактором. Соответственно, у животных и растений пустыни возникли специальные приспособления для того, чтобы выживать в таких суровых условиях. У многих растений пустыни нет листьев, или они покрыты плотным восковым налетом. Некоторые растения имеют длинные корни, которые могут глубоко проникать в почву. Другие растения отцветают и дают семена в очень короткий весенний период. Некоторые животные, живущие в пустыне, получают всю необходимую им воду с пищей; другие используют для получения воды жировые запасы; есть животные, которые впадают в спячку в самый сухой и жаркий летний период и т.д.

Биотические факторы, воздействующие на организмы, отличаются многообразием и сложностью. Как правило, их различают внутривидовые и межвидовые взаимоотношения организмов. Факторы, которые наиболее сильно проявляются на уровне популяций, относят к внутривидовым взаимодействиям. К таким факторам относятся особенности поведения, продолжительность жизни, половой и возрастной состав, степень специализации, плотность населения и т.п. Самыми сильными факторами среди внутривидовых взаимодействий являются конкуренция за пищу, за полового партнера, за жизненное пространство и за многие другие ресурсы. С ростом численности популяции увеличивается и конкуренция, при этом растет сопротивление среды и включаются механизмы, регулирующие численность популяции (нехватка пищи, враги, болезни и паразиты и т.п.). В результате этого численность популяции поддерживается на определенном уровне.

Для партнеров межвидовые взаимодействия могут быть полезными, вредными или безразличными. Если экологические потребности партнеров не пересекаются, можно говорить о нейтрализме, когда совместно обитающие виды не оказывают никакого влияния друг на друга. Если популяции двух или нескольких видов используют одни и те же факторы среды, количество которых ограничено и недостаточно для всех, появляется межвидовая конкуренция. К таким факторам относится, например, один источник пищи, места для гнездования у птиц и т.п. В результате подобной борьбы одна популяция может вытеснить другую, либо они обе будут находиться в угнетенных условиях.
Хищничество, когда особи одних видов поедают представителей других, является одним из распространенных типов межвидовых взаимоотношений. Очень часто подобные взаимоотношения приводят к периодическим колебаниям численности хищников и их жертв: рост численности жертв приводит к росту численности хищников, это, в свою очередь, приводи к сокращению численности жертв в результате их поедания, затем из-за нехватки пищи начинает сокращаться численность хищников, что опять приводит к росту численности жертв и т.д. К одной из форм хищничества относится каннибализм – поедание особей своего вида. Он часто встречается у рыб, хищных насекомых при нехватке пищевых ресурсов и жизненного пространства.
Паразитизм – также форма межвидовых отношений, когда организм паразита получает питательные вещества за счет организма-хозяина, нанося при этом ему вред и ослабляя его, что обычно не приводит к его гибели.

Паразитические растения

Взаимодействия, которые приносят определенную пользу обоим партнерам называют мутуализмом. При симбиозе обоим партнерам необходимо совместное сожительство. Например, симбиоз клубеньковых бактерий с корнями бобовых, микориза грибов с корнями растений, симбиоз гриба и водоросли в лишайнике и т.п. При протокооперации выгода не столь значительна. Например, совместное проживание некоторых птиц способствует их защите, но не спасает от хищников.

Пример мутуализма

Польза от взаимодействия может быть часто односторонней. При комменсализме один вид предоставляет другому убежище или пищу, при этом сам не получает какой-то непосредственной выгоды. Например в норах грызунов или в гнездах птиц часто живут разные сожители, которые находят там и убежище, и пищу.

Пример комменсализма

Растения часто оказывают друг на друга достаточно сложное влияние, либо растения на животных, а животные на растения. Человеку в своей деятельности необходимо  обязательно учитывать весь этот комплекс сложных воздействий на организмы абиотических и биотических факторов. Это необходимо в лесоводстве, луговодстве, рыбоводстве и многих других отраслях сельского хозяйства.

Примерные экзаменационные вопросы по теме «Основы экологии».

Перейти к оглавлению.