Экологические факторы. Условия среды

Термин «экологические факторы» часто используется в научной литературе. Он обобщает множество различных факторов, которые могут оказывать какое-либо влияние на живые организмы.

Экологические факторы очень многообразны и сегодня на уроке вы подробнее с ними познакомитесь.

Экологические факторы — это любые внешние факторы, которые оказывают прямое или опосредованное влияние на численность (обилие), географическое распространение животных и растений.

По происхождению экологические факторы условно подразделяют на три большие группы:

·         Абиотические

·         Биотические

·         И антропогенные

Абиотические факторы — это факторы неживой природы.

Они подразделяются на:

·         климатические:

к наиболее важным для организмов климатическим факторам относят температуру, влажность воздуха и солнечный свет

·         эдафические:

к ним относят механический состав почвы, кислотность почвы и её химический состав

·         орографические: рельеф, высота над уровнем моря

·         химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, кислотность.

·         физические: шум, магнитные поля, радиоактивность

·         гидрографические: плотность воды, течение и т.д.

Все перечисленные абиогенные факторы как в отдельности, так и в комплексе формирую условия среды обитания для организмов.

Условиями среды, или экологическими условиями, называют изменяющиеся во времени и пространстве абиотические факторы среды, на которые организмы реагируют по-разному в зависимости от их силы.

Условия среды налагают на организмы определённые ограничения. От количества света, проникающего через толщу воды, зависит жизнь зелёных растений в водоёмах. Температура определяет активность и контролирует размножение многих организмов.

К наиболее важным факторам, определяющим условия существования организмов практически во всех средах жизни, относятся климатические факторы: температура, влажность и свет.

Температура

В процессе эволюций организмы приспосабливались к различным температурным окружающей среды.

Одни предпочитают низкие температуры. Такие организмы называют – криофилы.

Например, обитатели полярных вод (стеклянные губки); холодных горных рек (форель), а также многие наземные животные полярных широт и высокогорий.

Большинство криофилов стенотермны, то есть адаптированы к узкому колебанию температурного фактора. Так, змеехвостка и голотурия не выдерживают повышения температуры воды выше +1 °С.

Однако самыми живучими существами на Земле являются тихоходки. Это микроскопические беспозвоночные, близкие к членистоногим с длиной тела всего полтора миллиметра. Тихоходка в состоянии анабиоза переносит температуры от –273 до +151 градусов Цельсия, а также воздействие радиации в 1000 раз превышающее смертельную дозу для любого другого существа на планете.

Они выживают в вакууме и способны обходиться без влаги до 10 лет. Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом (например, на Шпицбергене) и на дне океана.

Бескрылый кузнечик древесная вета способен выдержать самые низкие температуры. Дело в том, что в его крови содержится специальный белок, который предотвращает свёртывание крови.

В зимнее время останавливается развитие большинства растений. Ещё до наступления холодов они накапливают сахара, которые действуют как «антифриз». А также различные аминокислоты, что и помогает им переживать зимние холода.

Животные наращивают густой мех с подшёрстком и накапливают питательные вещества в виде жиров.

Многие животные такие, как медведи, сурки, бурундуки, ежи в начале зимы, когда температура понижается, впадают в зимнюю спячку.

Для теплокровных животных очень важно поддерживать постоянную температуру тела, поскольку она всегда выше температуры окружающей среды. А для поддержания температуры животному необходима пища, которая зимой становится труднодоступной. Многие птицы решают эту проблему просто — они улетают на зиму в тёплые края.

Многие животные, чтобы избежать холодов строят хорошо защищённые тёплые гнезда.

Крупные животные встречаются в более холодных областях, а в жарких – соответственно, более мелкие.

С понижением температуры хладнокровные животные впадают в состояние оцепенения.

Многие рыбы проводят зиму в неподвижном состоянии, зарывшись в ил.

Однако не только низкая, но и высокая температура определяет поведение живых организмов.

Виды, которые обитают в условиях повышенной температуры, называют термофилами. К ним относят микроорганизмы, клещей, нематод, личинок насекомых, они могут жить в засушливых областях, в горячих источниках и даже на склонах вулканов.

Предпосылкой выживания термофилов является то, что они имеют ферменты, которые могут функционировать при высоких температурах.

В условиях тропического климата в самое жаркое время года, которое обычно совпадает и с наибольшей сухостью, животные находятся в состоянии замедленной жизни.

Летняя спячка наблюдается и у рыб. Например, у протоптеров, двоякодышащих рыб, обитающий в пресных водоёмах тропической Африки.

При пересыхании водоёма они зарываются в грунт и впадают в спячку на несколько месяцев до наступления сезона дождей.

Животные всегда ищут места с наиболее благоприятным микроклиматом.

Ещё одним важным климатическим фактором, от которого зависит жизнь большей части организмов на Земле является влажность.

Вода – составная часть каждого живого организма, она необходима для его нормального функционирования.

Жизнь животных и растений так или иначе связана с водой. Разнообразный животный и растительный мир отмечается там, где достаточно тепла и воды, к примеру, в области экватора. Влажность воздуха здесь около 85–90%.

Вы знаете, животных, которые не могут обходиться без воды, обитающих вблизи воды или находящихся в ней постоянно – и тех, кто может существовать без воды долгое время.

Верблюд, например, получает воду путём окисления жиров. Которые он накапливает в своём горбу.

Однако рекорд способности обходится без воды принадлежит не верблюду, а скалистой белке из Южной Мексики. Этот небольшой зверёк может жить без воды до 100 дней.

С точки зрения экономного расхода воды ещё более удивительны американские тушканчиковые прыгуны. Они вообще никогда не пьют. Прыгуны живут в пустыне Аризона грызут семена и сухие травы. Почти вся вода, которая имеется в их теле получается в клетках при переваривании пищи.

А симбиотический организм ─ лишайник, долгое время может обходиться без воды. Он улавливает водяной пар из воздуха.

Время, которое лишайник может провести высушенным, зависит от вида, известны случаи «воскрешения» после 40 лет в сухом состоянии.

Когда поступает пресная вода в форме дождя, росы или влажности, лишайники быстро переходят в активное состояние, возобновляя свой метаболизм.

Для земноводных вода необходима для их существования ещё больше, чем тепло. Так почти все земноводные проводят личиночные стадии в воде. Живут они исключительно в пресных водах, избегая морской или вообще солёной воды.

Эластичная, очень тонкая и ничем не покрытая кожа земноводных имеет большое значение в их жизни. Ни одна амфибия не пьёт воды обыкновенным способом, а всасывает её исключительно через кожу. Вот почему для них необходима близость воды или сырость. Лягушки, удалённые от воды, быстро худеют, делаются вялыми и скоро совсем погибают.

Насколько велико количество воды, которую всасывают лягушки через кожу, видно из опыта, проведённого учёными. Они подождали, пока кожа древесной лягушки высохнет, затем взвесили земноводное и установили, что его вес равняется 95 граммам. После этого они обернули лягушку мокрой тряпкой, и через час она весила уже 152 грамма.

Обыкновенная жаба достигает в длину от 8 до 12 см, а в тёплых странах – даже 20 см. Выходит, на охоту только ночью и постоянно возвращается в своё жилище. Днём она показывается только в дождливую или пасмурную погоду.

Ещё одним важным климатическим фактором для живых организмов является солнечный свет – основной источник энергии организмов на Земле. Для растений он более важен, чем для животных.

При помощи фотосинтетических пигментов растения улавливают энергию света и преобразовывают её в удобную для использования в клетке форму (АТФ).

Фотосинтез — единственный процесс на Земле, в ходе которого световая энергия солнца способна связаться и консервироваться в химических связях образуемого первичного органического вещества. Образованные органические вещества используются растительноядными животными в качестве непосредственного источника пищи. И далее через промежуточные звенья — хищными животными. Следовательно, образование всех видов пищевого материала прямо либо косвенно связано с деятельностью фотосинтезирующих организмов.

Свет выступает в качестве сигнального фактора внешней среды, информирующего организмам обо всех сезонных и суточных изменениях в природе.

Для растений и животных относительно высоких широт обычно характерен фотопериодизм.

Фотопериодизм — это реакция живых организмов (растений и животных) на суточный ритм освещённости, продолжительность светового дня и соотношение между тёмным и светлым временем суток.

Фотопериодизм позволяет организмам сочетать определённые виды активности с теми или иными временами года, например, цветение и прорастание у растений, миграцию и впадение в спячку у животных, и так далее.

Многие животные ведут дневной образ жизни (большинство птиц) другие – исключительно ночной (многие мелкие грызуны, летучие мыши).

Под влиянием света у животных возрастает активность ферментов, улучшается работа органов пищеварения, повышается уровень обменных процессов.

Недостаток света подавляет поведенческие реакции и обмен веществ, животные становятся спокойными, вялыми, больше отдыхают.

Абиотические факторы – факторы неживой природы.

К биотическим факторам относят всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга: опыление насекомыми растений. Поедание одних организмов другими, конкуренция между ними за различные виды ресурсов, паразитизм и многое другое.

К экологическим факторам также относятся и антропогенные факторы – это те формы деятельности человека, которые воздействуя на окружающую среду, изменяют условия обитания живых организмов или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных. Одним из наиболее отрицательных антропогенных факторов является загрязнение окружающей среды.

Загрязняющие вещества, например, такие как оксид серы, летящий из труб заводов, соединения металлов, которые содержаться в выхлопных газах автомашин; остатки нефтепродуктов и другие действуют на живые организмы как яды, приводящие к снижению видового разнообразия и нарушению устойчивости биоценозов.