1.30. Экологические факторы, их влияние на организмы
Температурные, физико-химические, биологические элементы среды обитания, оказывающие постоянное или периодическое, прямое или косвенное влияние на организмы и популяции, называют экологическими факторами.
Экологические факторы подразделяют следующим образом:
- абиотические — температурные и климатические условия, влажность, химический состав атмосферы, почвы, воды, освещенность, особенности рельефа;
- биотические — живые организмы и непосредственные продукты их жизнедеятельности;
- антропогенные — человек и непосредственные продукты его хозяйственной и иной деятельности.
Основные абиотические факторы
- Солнечная радиация: ультрафиолетовые лучи губительны для организма. Видимая часть спектра обеспечивает фотосинтез. Инфракрасные лучи повышают температуру окружающей среды и тела организмов.
- Температура влияет на скорость реакций обмена веществ. Животных с постоянной температурой тела называют гомойотермными, а с переменной — пойкилотермными.
- Влажность характеризуется количеством воды в среде обитания и внутри организма. Адаптации животных связаны с добыванием воды, запасанием жира как источника воды при окислении, с переходом к спячке в жару. У растений развиваются корневые системы, утолщается кутикула на листьях, уменьшается площадь листовой пластинки, редуцируются листья.
- Климат — совокупность факторов, характеризующихся сезонной и суточной периодичностью, обусловленной вращением Земли вокруг Солнца и собственной оси. Адаптации животных выражаются в переходе к спячке в холодное время года, в оцепенении у пойкилотермных организмов. У растений адаптации связаны с переходом в состояние покоя (летнего или зимнего). При больших потерях воды ряд организмов впадает в состояние анабиоза — максимального замедления процессов обмена веществ.
- Биологические ритмы — периодические колебания интенсивности действия факторов. Суточные биоритмы определяют внешние и внутренние реакции организмов на смену дня и ночи
Организмы адаптируются (приспосабливаются) к влиянию определенных факторов в процессе естественного отбора. Их адаптационные возможности определяются нормой реакции по отношению к каждому из факторов, как постоянно действующих, так и колеблющихся в своих значениях. Например, длина светового дня в конкретном регионе постоянна, а температура и влажность могут колебаться в достаточно широких пределах.
Экологические факторы характеризуются интенсивностью действия, оптимальностью значения (оптимумом), максимальным и минимальным значениями, в пределах которых возможна жизнь конкретного организма. Эти параметры для представителей разных видов различны.
Отклонение от оптимума какого-либо фактора, например снижение количества пищи, может сузить пределы выносливости птиц или млекопитающих по отношению к понижению температуры воздуха.
Фактор, значение которого в данный момент находится на пределах выносливости или выходит за них, называют ограничивающим.
Организмы, способные существовать в широких пределах колебания фактора, называют эврибионтами. Например, организмы, обитающие в условиях континентального климата, переносят широкие колебания температур. Такие организмы обычно имеют широкие ареалы распространения.
Организмы, обитающие в условиях постоянства какого-либо фактора или их совокупности, называют стенобионтами. Например, паразиты или симбионты. Ареал таких организмов ограничен.
Пределы выносливости
Интенсивность фактора минимальная оптимальная максимальная
Рис. 23. Действие экологического фактора на живые организмы: А — общая схема; Б — схема для теплокровных и холоднокровных животных
Основные биотические факторы
Организмы одного вида вступают в различные по характеру отношения как друг с другом, так и с представителями других видов. Эти отношения соответственно подразделяют на внутривидовые и межвидовые.
Внутривидовые отношения проявляются во внутривидовой конкуренции за пищу, кров, самку, а также в особенностях поведения, иерархии отношений между членами популяции.
Межвидовые отношения:
- мутуализм — форма взаимовыгодных симбиотических отношений двух популяций разных видов;
- комменсализм — форма симбиоза, при которой отношения выгодны преимущественно для одного из двух видов, обитающих совместно (рыбы лоцманы и акулы);
- кооперация — взаимовыгодное, но необязательное совместное существование двух видов (птицы, поедающие паразитов на шерсти копытных животных);
- паразитизм — форма межвидовых отношений, при которых один вид (паразит) получает пищу из организма другого вида (хозяина);
- хищничество — отношения, при которых особи одного вида убивают и поедают особей другого вида.
Антропогенные факторы связаны с деятельностью человека, под влиянием которой среда изменяется и формируется. Деятельность человека распространяется практически на всю биосферу: добыча полезных ископаемых, освоение водных ресурсов, развитие авиации и космонавтики сказываются на состоянии биосферы. В результате возникают разрушительные процессы в биосфере, к которым относятся загрязнение вод, «парниковый эффект», связанный с увеличением концентрации диоксида углерода в атмосфере, нарушения озонового слоя, «кислотные дожди» и т.д.