Лекции мудл / 1.8-9_Экология_важнейших_факторов_природной_среды

ЭКОЛОГИЯ ВАЖНЕЙШИХ ФАКТОРОВ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Каждый отдельный организм, являясь самостоятельной биологической системой, постоянно находится в прямых или косвенных отношениях с разнообразными компонентами и явлениями окружающей его среды, влияющими на состояние и свойства организма.

Среда обитания - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие. При этом организмы, приспособившись к определенному комплексу конкретных условий, в процессе жизнедеятельности сами постепенно изменяют эти условия.

В земных условиях выделяются четыре основных типа среды обитания: это водная, наземно-воздушная, почвенная, а также тело другого организма, используемое паразитами.

Водная среда характеризуется рядом специфических свойств: высокая теплоемкость, подвижность, прозрачность. На характер распределения водных организмов оказывают влияние плотность, соленость, световой режим и пр. Важным фактором является соленость: пресноводные формы не могут жить в морях, а типично морские – не переносят опреснения. Однако, есть организмы, такие как сельдь и лосось, которые живут в океане, а на нерест заходят в реки. Температура в морских глубинах отличается постоянством (от 3 до 40 градусов Цельсия). Однако на поверхности амплитуды достигают 15 ºС.

С глубиной меняется и освещенность. Водоросли в океане могут обитать на глубинах не более 20-40 м, но если прозрачность воды выше, то глубина произрастания бурых и красных водорослей может увеличиваться до 270 м.

Всех обитателей водной среды называют гидробионтами. У них имеется целый ряд специфических адаптаций, позволяющих выживать в гидросфере. Это: обтекаемая форма тела; плавучесть; развитые слизистые покровы; наличие воздухоносных полостей.

Наземно-воздушная среда характеризуется обилием света и кислорода. На поверхности суши выделяют климатические и высотные пояса, природные зоны. В наземно-воздушной среде возможные резкие перепады температуры, в зависимости от сезона, времени суток и географического положения. Влажность зависит от климатического пояса, степени удаленности от океана, ветра. Для всех обитателей наземно-воздушной среды характерны следующие адаптации: наличие опорного скелета и механизмов регуляции гидротермического режима; защитные механизмы от дефицита тепла и влаги. В данной среде наблюдается самый высокий уровень биоразнообразия.

Почва – это поверхностный слой земной коры, который образуется в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Важнейшим свойством почв является их плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Среда характеризуется отсутствием света; высокой плотностью и гетерогенностью в пространстве. Почва – это гигантская экосистема, участвующая в глобальном круговороте веществ. У организмов, живущих в почвенной среде сложились следующие адаптации: гладкая поверхность тела; хорошо развитая мускулатура и копательный аппарат. Для многих почвенных жителей характерны микроскопические размеры и редукция зрения.

Организменная среда характеризуется наибольшим постоянством в пространстве и времени; постоянством температурного и солевого режимов; отсутствием угрозы высыхания и защищенностью от врагов. Наряду с этим для среды характерно отсутствие света, нехватка кислорода и жизненного пространства. Может быть как жидкой (например: кровь, лимфа), так и твердой (кости и мышцы). Для обитателей этой среды характерны следующие адаптации: выработка защиты от переваривания хозяином; синхронизация биоритмов; редукция зрения и пищеварительной системы; усиление размножения и системы укрепления в организме хозяина. Организменная среда заселяется паразитами и симбионтами, которые могут быть как внешними, так и внутренними.

Все элементы среды по отношению к организму неравнозначны: одни из них влияют на его жизнедеятельность, а другие для него безразличны. В связи с этим все элементы среды можно сгруппировать следующим образом.

1. Нейтральные факторы - это те элементы среды, которые не влияют на организм и не вызывают у него никакой реакции.

2.Экологические факторы — любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм, хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития и вызывать у него специфическую приспособительную реакцию.

Экологические факторы среды многообразны, они имеют разную природу и специфику действия. Анализ огромного разнообразия экологических факторов по природе их происхождения позволяет разделить их на три большие группы

Абиотические факторы - это факторы неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на организм.

Биотические факторы - это факторы живой природы, которые отражают влияние живых организмов друг на друга.

Антропогенные факторы – это совокупность воздействий человека на жизнь организмов.

Абиотические факторы подразделяются на четыре подгруппы:

1.климатические факторы т.е. все факторы, которые формируют климат и способны влиять на жизнь организмов (свет, температура, влажность, атмосферное давление, скорость ветра и т.д.);

2.эдафические, или почвенные, факторы - это свойства почвы, которые оказывают влияние на жизнь организмов. Они в свою очередь разделяются на физические (т.е. механический состав, комковатость, капиллярность, скважность, влагопроницаемость и влагоемкость, плотность, цвет и т.д.) и химические свойства почвы; (к ним относятся кислотность, минеральный состав, содержание гумуса)

3.орографические факторы, или факторы рельефа, - это влияние характера

испецифики рельефа на жизнь организмов (т.е. высота местности над уровнем моря, широта местности по отношению к экватору, крутизна местности - это угол наклона местности к горизонту и экспозиция местности - это положение местности по отношению к сторонам света);

4.физико-химические факторы среды. К ним относятся: газовый состав воздуха, солевой состав воды, шум, вибрация, гравитация, магнитное, электромагнитное и ионизирующее излучения.

Биотические факторы окружающей среды включают совокупность различных влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. В зависимости от вида воздействующего организма их разделяют на две группы:

а) внутривидовые факторы - это влияние особей одного вида на организм (зайца на зайца, сосны на сосну и т.д.);

б) межвидовые факторы - это влияние особей других видов на организм (волка на зайца, сосны на березу и т.д.).

В зависимости от принадлежности к определенному царству биотические факторы подразделяют на четыре основные группы: фитогенные факторы - это влияние растений на организм; зоогенные факторы - это влияние животных на организм; микробогенные факторы - это влияние микроорганизмов (вирусов, бактерий, простейших) на организм; микогенные факторы - это влияние грибов на организм.

В природе популяции разных видов, существующие совместно в пределах биотопа и взаимодействуют между собой. Типы взаимоотношений, при которых численность взаимодействующих популяций остается неизменной, называются

нейтральными. Если же при взаимодействии численность хотя бы в одной популяции повышается, то такие взаимоотношения называются положительными, или симбиотическими. Взаимоотношения, которые приводят к снижению численности хотя бы в одной из популяций, называются отрицательными, или антагонистическими.

Основные типы взаимоотношений:

1.Нейтрализм –это нейтральный тип взаимоотношений, при котором существование популяций двух видов на одной территории не вызывает у них ни положительных, ни отрицательных изменений численности. При нейтрализме виды не связаны непосредственно между собой, но зависят от состояния сообщества в целом (заяц и сосны в лесу, лось и белка).

2.Мутуализм - это положительный, двусторонне выгодный и обязательный для жизни хотя бы одной из популяций тип взаимоотношений. При нарушении данного взаимоотношения жизнь одной или обеих популяций становится невозможной Примером таких взаимоотношений могут служить гриб и водоросль в лишайнике, клубеньковые азот-фиксирующие бактерии и бобовые.

3.Протокооперация — это положительный, двусторонне выгодный, но не обязательный для жизни тип взаимоотношений, когда взаимодействие благоприятно сказывается на жизнедеятельности обеих популяций, но каждая из них может существовать отдельно (рак-отшельник и актиния).

4.Комменсализм - это положительный, односторонне выгодный и безразличный для другой популяции тип взаимоотношений. Если взаимоотношения возникают на базе пищи, то такая форма комменсализма называется нахлебничество (например, львы и гиены, белый медведь и песцы). Если же популяции взаимодействуют на основе местообитания, то это проявление комменсализма называется квартирантство. Оно бывает наружным, когда особи одной популяции поселяются на теле особей другой популяции или…в их местообитании (например, рыба-прилипала и акула, беспозвоночные в гнездах птиц), или внутренним, когда особи одной популяции поселяются внутри тела особей другой популяции (мальки рыб и голотурия или морской огурец).

5.Паразитизм - это отрицательный тип взаимоотношений, когда одна популяция (паразит) существует за счет другой популяции (т.е. хозяина) при поселении внутри или на поверхности тела организма. Паразит ослабляет хозяина, но не уничтожает его, иначе погибнет и сам. И он всегда меньше хозяина. Такой тип отношений распространен среди мелких организмов - вирусов, бактерий, грибов, червей и др.

6.Хищничество - это отрицательный тип взаимоотношений, когда один вид (хищник) живет за счет другого (жертва) в результате его умерщвления и поедания. Хищник, как правило, крупнее жертвы.

Паразитизм и хищничество играют большую роль в регуляции численности популяций в природе, поэтому они давно являются объектом особого интереса экологов.

7.Аменсализм - это отрицательный, односторонне невыгодный для одной популяции и безразличный для другой популяции тип взаимоотношений, когда одна популяция угнетает другую, а сама при этом не изменяет свою численность (например, светолюбивые растения под елями, плесневые грибы и бактерии).

8.Конкуренция за ресурс - это отрицательный, двусторонне невыгодный тип взаимоотношений, который возникает между видами, использующими одинаковые ресурсы при их недостатке. В этом случае численность обеих популяций снижается вследствие гибели особей из-за недостатка этого ресурса.

Рассмотрим факторы, обусловленные влиянием человека на организмы. Антропогенные факторы – в зависимости от характера воздействий делятся на две группы:

1.факторы прямого влияния – т.е. непосредственное воздействие человека на организм (например, скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбы и т.д.);

2.факторы косвенного влияния - это влияние человека фактом своего существования

В зависимости от последствий воздействия обе эти группы антропогенных факторов в свою очередь еще подразделяются на положительные факторы (посадка и подкормка растений, разведение и охрана животных, охрана окружающей среды и т.д.), которые улучшают жизнь организмов или увеличивают их численность, и отрицательные факторы (вырубка деревьев, загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, прокладка дорог и других коммуникаций), которые ухудшают жизнь организмов или снижают их численность.

1.Николайкин, Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. Экология.- 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Дрофа, 2004.- 624с.

2.Крепша Н.В. Экология. Общая, социальная, прикладная: учебное пособие /Н.В. Крепша. – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 149 с.