Архів якісних рефератів

Знайти реферат за назвою:         Розширений пошук

Меню сайту

Головна сторінка » Екологія

Біогенні та абіогенні екологічні фактори (реферат)

Зміст

Вступ 3

1 Екологічні фактори – складові природного середовища 5

2 Біогенні фактори 11

3 Абіогенні фактори 18

Висновки 25

Перелік посилань 27

Вступ

Слово «Екологія» утворено від грецьких «oikos» - дім, житло, місце перебування і «logos» - вчення, наука.

Першим хто запропонував термін «екологія», був німецький біолог – еволюціоніст Ерист Геккель (1834 - 1919), який ввів цей термін в 1866 р., під екологією розумів суму знань про взаємовідношення тварини з навколишнім середовищем, перед усім – живими організмами, з якими вона контактує.

Зараз екологію розуміють як науку провзаємовідношення живих організмів з середовищем їх мешкання або науку про зпкони взаємодії органічних угруповань один з одним і навколишнім їх абіотичним середовищем.

Організм в середовищі свого існування перебуває під впливом екологвчних факторів. Екологічний фактор (ЕФ) – це будь-яка умова середовища, що прямо чи опосередковано впливає на організм протягом хоча б однієї з фаз його життя.

Усі ЕФ є мінливими, тому організми змушені весь час пристосовуватись до них.

Екологія йде своїми коріннями в біологію, але вона вже вийшла з цих рамок, і перебуває як самостійна дисципліна, яка пов'язує фізичні і біологічні явища і створює міст між природними і суспільними науками. В наш час екологія розпадається на низку наукових галузей і дисциплін, часом далеких від первинного розуміння екології як біологічної науки.

Базовим понняттям екологія є «середовище», «навколишнє середовище», «природне середовище», в які характеризується різноплановістю тлумачення: 1) середовище – сукупність всіх умов, що оточують річ, рослину, тварину чи людину і безпосередньо чи опосередковано впливають на них; 2) навколишнє середовище (НС) – сукупність абіотичного, біотичного і соціального середовища що разом справляють вплив на людину (біоту) та її життєдіяльність; 3) природне середовище – сукупність абіотичного біотичного і соціального середовища, що разом справляють вплив на людей.

Екологія набула практичного інтересу ще на зорі розвиткулюдства, бо кожний індивідум, щоб вижити, повинен був мати певні знання про оточуюче його середовище – сили природи, рослини і тварин.

1 Екологічні фактори – складові природного середовища

Актуальність теми. Тема „Екологічні фактори” актуальна на сьогодні, тому що, організм в середовищі свого існування перебуває під впливом екологічних факторів, які хоча б один раз на фазу життя організму, впливають на нього і ми повинні знати, які існують фактори екологічного середовища, як ці фактори впливають на організми і як організми до них пристосовуються.

Екологічний фактор (ЕФ) — будь-який вплив на організм, до якого в останнього внаслідок звикання виникає пристосування. В процесі еволюційного розвитку кожний вид організмів пристосовується до певних умов, поза якими існувати не може. Такими умовами є певний хімічний склад середовища, температурний і світловий режими тощо. Усі фактори навколишнього середовища, переплітаючись, створюють комплекс умов, в яких існують організми, їх поділяють на абіотичні, біотичні та антропічні фактори.

Екологічний фактор (ЕФ) – це будь-яка умова середовища, що прямо, чи опосередковано впливає на організм протягом хоча б однієї з фаз його життя. Комбінацію ЕФ та їхніх режимів в межах однорідної ділянки зовнішнього середовища називають екотопом.

Екологічні фактори – всі складові (елементи) природного середовища, які впливають на існування й розвиток організмів і на які живі істоти реагують реакціями пристосування (за межами здатності пристосування настає смерть).

Екологічні фактори класифікуються за такими ознаками [12]: 1) за часом – еволюційні, історичні, нині діючі; 2) за періодичністю – періодичні, не періодичні; 3) за черговістю виникнення – первині, вторинні; 4) за походженням – космічні, абіогенні, біогенні, природно-антропогенні, антропогенні (у т.ч. техногенні забруднення довкілля), антропічні (у т.ч. фактори не спокою); 5) за середовищем виникнення – атмосферні, водні, геоморфологічні, едафічні. Фізіологічні, генетичні, популяційні, біоцентичні, екосистемні, біосферні; 6) за характером – інформаційні, речовинно-енергетичні, фізичні, (у т.ч. геофізичні, термічні), хімічний (зокрема солоності, кислотності, тощо), біогенні, комплексні (системотвірні), екологічні, географічні, еволюційні, кліматичні; 7) за об'єктом дії – індивідуальні, групові (у т.ч. екологічні, соціально-психологічні, соціальні, соціально-економічні), видові (у т.ч. людський фактор, фактори життя суспільства); 8) за умовами дії - які залежать від щільності, які не залежать від щільності; 9) за ступенем дії – летальні, екстремальні, лімітуючі (обмежувальні), неспокійні, мутагенні, тератогенні; 10) за спектром дії – вибіркові, загальної дії.

Організм (живий організм) – будь-яка біологічна система, що складається із взаємозалежних елементів, взаємозв'язки яких, та особливості обумовлені їхнім функціонуванням як єдиного цілого. Більшість організмів мають клітинну будову (одноклітинні, багатоклітинні). Усі організми поділяються на еукаріотів (вищі організми, клітини яких містять чітко сформовані ядра з оболонками, що виділяють їх від цитоплазми) та прокаріотів (організми, які не мають сформованого клітинного ядра – віруси, бактерії, ціанобактерії).

Середовище – це сума всього, що знаходиться в оточенні якогось живого чи не живого об'єкта, або сукупність усіх умов, що діють на організм (популяцію, біоценоз) спричиняючі їх відповідну реакцію, забезпечуючи їх існування та обмін речовин і енергії.

Окрім того, розрізняють: 1) середовище абіотичне неорганічна фізико-хімічна основа середовища; 2) середовище біотичне – сила та явище природи, зобов'язані своїм походженням життєдіяльності організмів, що існують нині; 3) середовище біологічне - живі організми, в системі яких перебуває організм (об'єкт); 4) середовище біогенне - сукупність біологічного та біотичного середовища; 5) середовище антропогенне - природне середовище, певним чином змінене людиною; 6) середовище існування - умови існування (сукупність абіотичних і біотичних факторів) окремого організму або загалом біоценозу, що впливають на їхній ріст і розвиток; 7) середовище функціональне - фактори, які мають вирішальне значення для даного організму або ЕС і т.д.

Наприклад, середовище життя - означає все оточення, в якому відбувається діяльність людини та розвиток живої та неживої матерії. В середовищі людини можна виділити [5]: природні компоненти (повітря, вода, грунт, гірські породи і т.п.); антропогенні компоненти (створені людиною будови та споруди, транспортні магістралі та ін.); соціальні компоненти (включають в себе соціальні, економічні, юридичні та морально-етичні феномени).

Згідно принципу єдності організму і середовища (І.М. Сеченов, 1861), організм являє собою само регульований, тривало діючий механізм, тісно пов'язаний з оточуючим середовищем завдяки процесу обміну речовин і енергії. Усі ЕФ є мінливими, тому організми змушені весь час пристосуватись до них. Внаслідок цього, в живих організмах виникають специфічні пристосувальні механізми і реакції на зміну ЕФ, які називають адаптацією. Здатність до адаптації - одна із властивостей життя, що забезпечує саму можливість його існування і вона виявляється на всіх рівнях організації живої матерії.

Адаптовані організми реагують на ці ЕФ таким чином, що угруповання організмів немовби пом'якшують їх шкідливий вплив і досягають максимальної ефективності та найбільшої стійкості в даних умовах гомеостазу. Гомеостаз - це стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи, який підтримується регулярним відновленням основних її структур і енергетично-речовинних властивостей, а також постійною функціональною саморегуляцією у всіх її ланках. Першим стикається з акцією середовища конкретний організм, відповідаючи на неї своєю реакцією [6].

Система організм (особина) - середовище є класичним об'єктом факторіальної екології (аутекології, аутоекології). Найпростішою системою є моноцен - поодинокий організм та його безпосереднє середовище (наприклад, поодинокий дуб, що росте посеред степу).

Організми здатні пристосуватись (адаптуватись) до ЕФ. Здатність до адаптації (специфічні пристосувальні механізми і реакції) - одна з властивостей життя. Здатність організму витримувати певну амплітуду коливання фактора називають екологічною валентністю, але для життя організмів значення має не тільки абсолютна величина сили дії фактора, а й швидкість її зміни. За екологічною валентністю розрізняють: еврибіонти - організми з широкими пристосувальними можливостями, які можуть існувати в широкому інтервалі факторів середовища (температури, сонячної радіації, вологості тощо), наприклад, горобець, кімнатна муха, таргани і т. ін.; стенобіонти організми, які можуть існувати лише відносно сталих умовах середовища (температурі, солоності, вологості, певна їжа тощо), наприклад, ендопаразити, журавель степовий і т. і.

Ю. Лібіх (1840) звернув увагу на те, що витривалість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі екологічних потреб. Висунутий ним принцип: «речовиною, що є в мінімумі, керується врожай і визначається величина і стійкість останнього в часі» - суть закону мінімуму. Ю. Одум [11] запропонував обмежувати концепцію мінімуму лише для хімічних речовин (О, Р, СІ, В тощо), які необхідні для росту і розмноження організму.

Як показав Ю. Лібіх, лімітуючим фактором може бути як нестача (мінімум), так і надлишок (максимум) деяких факторів (тепло, світло, вода, поживні речовини).

Закон толерантності - стійкості живих організмів до дії факторів середовища ввів В. Щелфорд (1913). Діапазон між мінімальними і максимальними ЕФ називають межею екологічної толерантності. В основу екологічної характеристики організмів покладена їх реакція на вплив ЕФ. Організм здатний вижити лише в діапазоні мінливості даного ЕФ, який ще називають амплітудою. Як максимальні, так і дуже мінімальні значення даного ЕФ можуть бути згубними для організму. Значення даного ЕФ, вираженого в цифрах, вище або нижче якого організм не може існувати, називають критичною точкою. Між цими критичними значеннями і розташована зона екологічної толерантності. В межах зони екологічної толерантності напруженість ЕФ є різною. Поряд з критичними точками розташовані зони песішуму, в яких життя з обмеженою дією зовнішніх умов. Далі розташовані зони комфорту, в яких спостерігається чітке зростання екологічних реакцій організму. В центрі знаходиться зона оптимуму, яка є найсприятливішою для функціонування організму. Схематично залежність між реакцію організму і напруженістю ЕФ можна представити таким чином: нижня кардинальна точка (тіп) - песимум - комфорт - оптимум - комфорт -песимум - верхня кардинальна точка (тих).

Різні організми володіють різною мірою стійкості, величиною витривалості до зміни тих або інших факторів. Крім того, для нормального розвитку організмів необхідна наявність різних факторів строго певної якості, кожен з них повинен бути ще і в певній кількості. Згідно із законом толерантності надлишок будь-якої речовини може бути шкідливий, так само як і його недостача (наприклад, урожай зернових може загинути як при дефіциті, так і надлишку вологи). При цьому, згідно із законом мінімуму, недостача якої-небудь однієї речовини не компенсується надлишком всіх інших (наприклад, якщо в грунті багато N. К і інших біогенних елементів, але дефіцит або надлишок Р, то рослини не будуть нормально розвиватися). Фактори, стримуючі розвиток організмів через нестачу або надлишок речовин в порівнянні з потребами, називаються лімітуючими. Лімітуючі фактори, передусім абіотичні, визначають, які саме види краще пристосовані до існуючих умов. Згідно з принципом еколого-географічного максимуму видів для нормального функціонування будь-якої ЕС в ній повинно існувати стільки і таких видів, скільки і яких необхідно для максимального використання енергії, яка надходить і забезпечує кругообіг речовин.

Єдиної класифікації ЕФ немає. Звичайно ЕФ поділяють на абіогенні, біогенні і антропогенні, або на абіотичні (кліматичні, грунтові) та біотичні (хижацтво, конкуренція, паразитизм). В окремих випадках антропогенні фактори виділяють у самостійну групу факторів, підкреслюючи тим самим надзвичайну дію антропогенного фактора. Таким чином, за походженням ЕФ, що діють на організми, прийнято поділяти на абіогенні, біогенні і антропогенні.

Абіогенними називаються фактори неживої природи з їх фізико-хімічними властивостями.

Біогенні фактори створюються сукупністю живих організмів у результаті їх взаємодії. Кожен організм відчуває на собі вплив інших живих істот, сам впливає на них, вступаючи у взаємозв'язки з представниками свого чи інших видів.

Антропогенні фактори виникають внаслідок різних форм людської діяльності, що є причиною змін природного середовища існування живих організмів (абіотичних і біотичних факторів). Існують і інші класифікації ЕФ, огляд яких наводиться у роботі В.Л. Кучерявого [6].

Враховуючи важливість ЕФ, можна дати ще одне визначення екології, як науки, яка вивчає умови існування живих організмів під впливом абіогенних, біогенних і антропогенних факторів.

2 Біогенні фактори

Біогенні (біотичні) фактори (фактори живої природи): фітогенні (рослини), зоогенні (тварини), мікрогенні (віруси, бактерії, простіші).

Р. Дажо розрізняє два типи взаємодії між організмами, що населяють відповідне середовище:

- гомотипові реакції, тобто взаємодія між організмами одного виду (особини бука взаємодіють між собою); до них належать реакції типу
групового ефекту (зміни, пов'язані з об'єднанням тварин одного виду),
масового ефекту (зумовлений перенаселенням середовища при
перевищенні оптимуму), внутрішньовидової конкуренції (загостряється в
міру ущільнення популяції);

- гетеротипові реакції, де взаємодіють особини різних видів (бук і
граб в грабово-буковому лісі); вплив особин одного виду на особин іншого
може бути нульовим (0), сприятливим (+) або ж несприятливим (-).

Звичайно виділяють такі основні типи взаємодій між організмами (видами, популяціями): нейтралізм, конкуренція, аменсалізм, паразитизм, хижацтво, коменсалізм, симбіоз (протокооперація, мутуалізм). Нижче наводиться їх стисла характеристика (0 означає відсутність значних взаємодій, + означає стимулювання життєдіяльності, - означає пригнічення життєдіяльності).

Нейтралізм (0 0). Між взаємодіючими видами (популяціями) немає нічого спільного, їм потрібні різни екологічні умови (наприклад, проживання на одній території зайця і їжака).

Конкуренція (- -) - це активна боротьба між двома або кількома організмами (видами) за засоби існування чи спільні фактори середовища. Розрізняють внутрішньовидову (між особинами одного виду), міжвидову (найпоширеніша у природі), пряму (взаємне пригнічення двох видів), непряму (пригнічення при дефіциті загального ресурсу). Згідно принципу конкурентного виключення (закону Г.Ф. Гаузе): два види не можуть співіснувати, якщо вони залежать від одного і того ж лімітуючого фактора середовища (оскільки лише ті ресурси, які лімітують ріст популяції, можуть створювати основу конкуренції). У конкурентній боротьбі перемагає вид, який за даних екологічних умов має якісь преваги над другим, тобто більш пристосований до умов середовища. Конкуренція сприяє природному відбору, запобігає перенаселенню територій (акваторій), змінює періоди активності виду тощо. Кормова конкуренція приводить до того, що кожний із видів в процесі еволюції пристосовується до своєї екологічної ніші, яка характеризує ступінь біологічної спеціалізації даного виду. Р. Дажо [14] наводить приклад співжиття двох видів бакланів на одних і тих самих скелях: баклан карбо пірнає глибоко і виловлює камбалу і креветок, а баклан аристотелівський полює в поверхневих водах на оселедців і піскарів.

Екологічна ніша - місце, яке займає організм у середовищі проживання, обумовлене його потребою в їжі, території та пов'язане з функцією відтворення. Якщо «середовище проживання» означає простір, де мешкає певний організм, то «екологічна ніша» перебирає на себе ту роль, функцію, яку виконує даний організм в середовищі проживання. Американський еколог Д. Гріннел (1917) розглядав екологічну нішу як місце в біогеоценозі, яке займає вид організму, не конкуруючи з іншими видами за використання джерел енергії. Екологічна ніша характеризує ступінь біологічної спеціалізації виду. Інакше, «середовище - це адреса, за якою проживає даний організм, тоді як ніші додатково вказують на його заняття, його професію». Екологічна ніша являє собою не лише певні умови середовища, але й спосіб життя і спосіб добування їжі (Ч. Елтон, 1933).

Співвідношення між екологічними нішами видів А і В можуть бути дуже різноманітними: 1) можуть повністю накладатися одна на одну; 2) частково збігатися; 3) стикатися; 4) бути повністю розділеними.

У межах власної екологічної ніші кожна популяція є найбільш сильним конкурентом. Тому двом різним популяціям з однією і тією ж нішею разом уживатися важко. Менш організовані, але більш здатні до мутації, види отримують перевагу і витісняють більш організовані види, займаючи їх екологічні ніші. При цьому, нові види часто виявляються більш агресивними за рахунок своєї високої мінливості (як це має місце з вірусом СНІДу, що прийшов на зміну вірусам корі, скарлатини, тифу, чуми тощо), а також дрібніших за розміром особнів (наприклад, копитних тварин в степах можуть замінити гризуни).

Внутрішньовидова і міжвидова конкуренція призводить до збіднення якогось ресурсу, незалежно від того, хто його споживає. Наприклад, коли лисиця спіймає зайця, то для інших лисиць та інших хижаків стає однією порцію корму менше. При внутрішньовидовій конкуренції ресурс, за який борються, має бути обмеженим. При жорсткій конкуренції всі особини одночасно експлуатують ресурси, але кожна з них використовує те, що залишилося від конкурента. У другому випадку (суперництві) одна особина не дає іншій зайняти існуюче місце зростання і використати її ресурси. Внутрішньовидова конкуренція має чимало негативних наслідків: вона збіднює ресурси, що супроводжується затримкою в рості або смертністю, самоагресії або канібалізму, соціальної та репродуктивної нездатності. В цій ситуації популяція може збільшуватися доти, поки її чисельність не стає надмірною.

Для розуміння міжвидової конкуренції необхідно розрізнять такі поняття, як співіснування і конкурентне виключення, екологічне заміщення видів, екологічна компресія і вивільнення, співіснування і розподіл ресурсів, еволюційна дивергенція [Т].

Аменсалізм (- 0). Аменсальні зв'язки спостерігаються у випадках, коли один із двох видів (популяцій) пригнічується, а другий не зазнає від цього ні шкоди, ні користі (наприклад, світлолюбні рослини пригнічуються від затінення деревом, а дерево не зазнає ніякого впливу; плісеневі гриби виділяють антибіотики, які пригнічують бактерії, але бактерії не впливають на гриби). Особливою формою шкідливо-нейтральних біотичних зв'язків є алелопатія (антибіоз) - хімічний вплив одних видів рослин на інші організми (наприклад, рослини виділяють ефірні масла, фітонциди, отруйні речовини тощо, за рахунок чого позбавляються від конкурентів).

Хижацтво (+ -) виявляється в тому, що один організм (хижак) поїдає іншого (жертву). Якщо конкуренція проявляється у взаємному впливі конкуруючих видів, то хижацтво - це однобічний процес, який характеризує стосунки між хижаком і жертвою. Хижаки - організми, які полюють і поїдають жертву зразу або по частинам. Типовими хижаками серед ссавців є котячі, вовк, лисиця, горностай, тюлені, моржі; поміж птах - орел, сокіл, яструб; поміж риб - щука, окунь, форель; поміж рептилій -крокодил, алігатор. Є хижаки комахи і навіть гриби. Особини хижаків переважно більш, ніж особини жертви, пригнічують останніх. Внаслідок знищення жертв може збільшитись чисельність хижаків. Збільшення поживи для хижаків, у свою чергу, може зумовити зменшення їх чисельності і зростання кількості жертв. Отже, завдяки зв'язкам „хижак -жертва" між ними встановлюється динамічна рівновага. У процесі еволюції у хижаків виробляються пристосування до нападу, а у жертв - до захисту. Хижаки-тварини частіше нападають на ослаблених і хворих тварин. Між хижаками і жертвами існують взаємодії. Наприклад, якщо число жертв-риб росте, то чисельність хижаків збільшується - позитивний зворотний зв'язок, але хижаки-риби, харчуючись рибами-жертвами, знижують їх чисельність - негативний зворотний зв'язок; при зростанні числа хижаків меншає число жертв, і хижаки, відчуваючи дефіцит їжі, також зменшують чисельність своєї популяції. Хижаки і паразити можуть існувати за рахунок одного або декількох видів, а тому серед них розрізняють: поліфаги (споживають велику кількість різноманітних видів); олігофаги (живуть за рахунок окремих, часто близьких видів); монофаги (живуть за рахунок одного виду).

Паразитизм (+ -) - форма взаємовідносин організмів (рослин, тварин, мікроорганізмів) різних видів (популяцій), представники яких мають менший розмір тіла (паразит) і протягом певного часу живуть за рахунок іншого (господаря). Часто паразити використовують господарів не лише як поживу, а і як місце для свого існування. Якщо вони поселяться всередині тіла господаря, їх називають ендопаразити (деякі гриби, п'явки тощо), а якщо на поверхні тіла господаря - ектопаразити (бактерії, гельмінти тощо). Вони перебувають в організмі господаря стаціонарно або тимчасово. Паразитизм є особлива форма хижацтва.

Коменсалізм (+ 0) - це постійні або тимчасові взаємовідносини організмів різних видів, коли для одного організму відносини корисні, а для іншого нейтральні. Такі зв'язки базуються на однобічному використанні одного виду (господаря) іншим (коменсалом) без заподіяння йому шкоди. Коменсалізм, який грунтується на споживанні залишків корму партнера, називається нахлібництвом (наприклад, в саванах гієни грифи живляться залишками корму левів). Іншим різновидом коменсалізму є квартирантство, при якому один вид використовує інший як місце проживання, розмноження або транспортний засіб (наприклад, комахи в гніздах птах). Як вважають К.М. Ситник та ін. [16], коменсалізм є формою симбіозу.

Симбіоз (+ +) - більш або менш тривалі взаємовигідні біотичні зв'язки між різнорідними організмами. Чим більш різноманітніші і міцніші-зв'язки, що підтримують спільне існування видів, тим стійкіше їх співжиття. Симбіонтами можуть бути рослини, рослини і тварини або лише тварини. Симбіоз може виражатися у вигляді коменсалізму, паразитизму, мутуалізму. Найпростішою формою симбіотичних зв'язків є протокооперація („первинна взаємодія"), при якій спільне існування є взаємовигідним, або не обов'язковим для організмів (наприклад, зв'язки деяких квіткових рослин з мурахами, які розповсюджують їхнє сім'я з масляними придатками; бджоли, які опилюють квіти тощо). Проте, в деяких випадках присутність кожного з партнерів стає обов'язковою і такі зв'язки називаються мутуалізмом (наприклад, мікориза - тісна асоціація деяких грибів і коренів дерев; мікрогриби сприяють поглинанню мінеральних речовин із ґрунту, а самі використовують живильні речовини із коренів дерев; лишайники є взаємовигідною формою співжиття гриба і водорості тощо).

Біотичні фактори поєднують усю сукупність впливів живих організмів один на одного, а представники кожного виду можуть жити лише в такому біотичному середовищі. Основною формою зв'язків є трофічні (харчові) взаємовідносини, на базі яких формуються різноманітні ланки і ланцюги харчування. Крім трофічних зв'язків між організмами виникають просторові зв'язки. Взаємозв'язки і взаємовпливи можуть бути прямими і опосередкованими.

Коеволюція означає сумісну еволюцією двох і більше таксонів, які об'єднані тісними екологічними зв'язками, але не обмінюються генами. Еволюція одного таксона частково залежить від еволюції іншого, тобто більшість різноманітних форм популяційних взаємодій (від хижацтва і конкуренції до мутуалізму і протокооперації) належать до коеволюції.

Фактори живлення. Від якості і кількості корму залежить плодючість, тривалість життя, розвиток і смертність організмів тощо. Зелені рослини (автотрофи) асимілюють неорганічні ресурси і творять „упаковки" органічних речовин, які стають поживою для гетеротрофів. Автотрофи, для яких зовнішнім джерелом енергії є сонячне світло (ФАР), називають фотосинтетиками. Автотрофи, які одержали енергію шляхом синтезу органічних речовин з С02, а також окислення різних неорганічних речовин (N11}, 7/Д Ге2' тощо) називають хемосинтетиками. Гетеротрофи, на відміну від автотрофів, неспроможні використовувати енергію абіотичних джерел для синтезу складних органічних сполук; вони одержують енергію й органічні речовини з кормом, який являє собою живу або мертву масу автотрофів та інших гетеротрофів. До них відносяться всі тварини, гриби, преважна більшість бактерій, деякі водорості і безхлорофільні вищі рослині.

Якщо розглядати організми як кормовий ресурс, то можна виділити
три шляхи формування ланцюгів живлення: 1) деструкція (тіла або
частинки тіл організмів відмирають і разом з рештками життєдіяльності і
секреторними продуктами стають кормовим ресурсом для деструкторів -
бактерій, грибів, тварин-детритофагів); 2) паразитизм; 3) органофагія або
хижацтво.

Організми, які живляться детритом (мертвою органічною
речовиною, частково мінералізованого) і мікроскопічними рослинами,
називаються детритофагами. Організми (бактерії і гриби), які перетворюють у процесі своєї життєдіяльності складні органічні речовини на прості неорганічні сполуки, відносяться до редуцентів. Детритофаги і редуценти на відміну від хижаків і паразитів не контролюють швидкості, з якою їхні ресурси стають доступними або відновлюються. Вони повністю залежать від різних факторів (старіння, хвороби, боротьби, затінення), які сприяють вивільненню ресурсу, що забезпечить їхню життєдіяльність.

3 Абіогенні фактори

Для існування живих організмів найбільше значення мають такі кліматичні фактори, як температура, вологість, світло.

Температура на земній поверхні залежить від географічної широти місцевості та її висоти над рівнем моря. Крім того, вона змінюється з порами року. В зв'язку з цим у тварин і рослин виробились різні пристосування до температурних умов. У більшості організмів процеси життєдіяльності відбуваються в інтервалі температур від 4 °С до +40—45 °С. Цим пояснюють бідність форм життя в арктичних районах і тундрі.

Для кожного виду характерна оптимальна температура і крайні межі виживання, за яких ще відбуваються процеси життєдіяльності. Виробилися вони в процесі добору і пристосування до умов існування. Більшість морських безхребетних дуже чутливі до змін температури і витримують її підвищення лише до 30 °С, а мало які з них — до 38 °С. Вони мешкають у великих водоймах, які не перегріваються, тому у них не виробились пристосування до виживання за високих температур. Значно ширший діапазон витривалості до змін температури у мешканців малих прісних водойм. Вони можуть витримувати як промерзання, так і нагрівання до 41—44 °С.

Температура тіла багатьох організмів (рослин і всіх тварин за винятком птахів і ссавців) залежить від температури навколишнього середовища, їх називають пойкілотермними (від грец. poikilos — строкатий, мінливий). Інтенсивність життєдіяльності і темпи розвитку цих організмів залежать від зовнішньої температури. Наприклад, сприятлива температура для розвитку лучного метелика обмежена 25—32 °С; за температури понад 35 °С гинуть особини на всіх стадіях розвитку, а нижче від 10 °С розвиток припиняється. Знати особливості розвитку тих чи інших організмів за різних температур важливо для проведення заходів щодо боротьби з комахами — шкідниками сільського господарства або переносниками збудників хвороб.

Хоча температура тіла пойкілотермних організмів визначається температурою зовнішнього середовища, однак і вони здатні частково її змінювати. Рослини уникають перегрівання регулюванням випаровування шляхом автоматичного відкривання і закривання продихів. Тваринні організми регулюють випаровування через шкірні пори і дихальні шляхи.

Квітки багатьох рослин на ніч і в негоду закриваються, що захищає їх від переохолодження.

Під час інтенсивного руху (наприклад, під час літання) у комах тимчасово підвищується температура тіла на декілька градусів. Однак у стані спокою вона зрівнюється з температурою навколишнього середовища.

У деяких гуртових комах (наприклад, бджіл) температура тіла підтримується способом колективної терморегуляції. Тіло окремої бджоли має температуру навколишнього середовища, а бджолина сім'я, в якій налічується кілька тисяч особин, виділяє стільки теплоти, що у вулику встановлюється стала температура 34—35 °С, що необхідно для розвитку личинок.

Найдосконаліша терморегуляція з'явилась лише у вищих хребетних — птахів і ссавців, забезпечивши їм широке розселення у всіх кліматичних поясах. Вони дістали назву гомойотермних (гр. homoios — подібний, схожий) організмів.

У гомойотермних тварин стала температура тіла забезпечується зміною окисновідновних процесів, які продукують теплоту, а також пристосуваннями для охолодження. У більшості ссавців охолодження досягається внаслідок випаровування поту з поверхні шкіри і вологи зі слизових оболонок. Волосяний покрив ссавців і пір'я птахів також забезпечують терморегуляцію. В гніздах тварин (норах, лігві) створюється своєрідний, найсприятливіший для них мікроклімат.

У більшості птахів температура зазвичай становить близько 40 °С, а у ссавців — близько 37 °С, ця ж температура підтримується як в умовах високої зовнішньої температури, так і на морозі. Однак у молодих тварин іноді механізми терморегуляції ще не досконалі, і вони на перших порах потребують материнського тепла. Недосконалі механізми терморегуляції у нижчих ссавців — яйцекладних і сумчастих, температура тіла яких ще залежить від температури зовнішнього середовища.

Вологість. Без води життя неможливе. Більшість рослин і тварин вологолюбні. У мешканців посушливих місць виробилась низка пристосувань для існування в умовах водного дефіциту. Рослини степів і пустель (ксерофіти) можуть мати видозмінені листки (колючки у кактуса) або бути безлистими (саксаул). Деякі мають дуже глибокі корені (наприклад, верблюжа колючка — до 16 м). У ковили листки складаються в трубочки, продихами всередину, що сприяє зменшенню випаровування. Випаровуванню запобігають і такі пристосування, як щільна кутикула, восковий наліт, вирости шкірки — волоски на поверхні листків.

Особливу групу ксерофітів становлять сукуленти, які запасають воду в дощову погоду і потім повільно її витрачають під час посухи. Вони мають м'ясисті стебло і листки (кактуси, агави, молодило).

Нарешті, рослини ефемери мають короткий вегетаційний період (зірочки маленькі, тюльпан, мак, шафран) і навесні до настання посушливого періоду встигають відквітувати, утворити насіння, запасти поживні речовини в цибулинах, кореневищах, бульбах.

Більшість тварин — мешканців пустель — може жити без води, отримуючи її з їжею або на безводний період відкладаючи багато жиру, під час окиснення якого в організмі утворюються молекули води; деякі впадають у літню сплячку (гризуни, черепахи). Багато мешканців пустель рятуються від спеки і втрати вологи, ховаючись на день у норах. Великі ссавці пустель (сайгак, кулан) можуть здійснювати міграції на далекі відстані в пошуках води.

Світло — один з найважливіших факторів, з яким пов'язане все життя на Землі. В спектрі сонячного світла виділяють три біологічно нерівнозначні зони: ультрафіолетову, видиму та інфрачервону.

Ультрафіолетове випромінювання згубне для всього живого. Життя на поверхні Землі можливе завдяки озоновому екрану, який не пропускає основну масу цього випромінювання. Невеликі їх кількості, що досягають поверхні Землі, необхідні для життя, з ними, зокрема, пов'язаний синтез кальциферолів (віт. D) в організмі людини й тварин.

Видиме випромінювання особливо необхідне для життя. Воно використовується зеленими рослинами для фотосинтезу. Більшість тварин добре розрізняють це випромінювання, без нього неможливе орієнтування в просторі за допомогою зору. Розвиток кольорового зору спричинив в процесі природного добору формування тварин різного забарвлення, що часто має захисне значення, і забарвлення такі, які приваблюють до себе комах запилювачів.

Інфрачервоне випромінювання найбагатше на теплову енергію. Поглинаючись тканинами тварин і рослин, воно спричинює їх нагрівання. З ним пов'язана інтенсивність фізіологічних процесів у рослинах і організмах пойкілотермних тварин.

Характер освітлення має добову і сезонну періодичність. У зв'язку з цим у різних видів тварин виникла пристосованість до активного життя в різний час доби. Майже всі фізіологічні процеси в організмі рослин і тварин мають добовий ритм. Люди це відчувають під час швидкого переміщення (наприклад, на літаку) з одного часового поясу в інші. Реакція тварин і рослин на тривалість світлового дня і ночі відома як фотоперіодизм.

Пристосування рослин і тварин до сезонного ритму зовнішніх умов. Зміна пір року в помірному поясі спричинює значні зміни в житті природи, пов'язані, насамперед, зі змінами тривалості світлового дня та температури. Навесні життя активно пробуджується від зимового сну, розквітають первоцвіти. В Україні це проліски, шафран, зірочки маленькі, підбіл звичайний (мати-й-мачуха), жабник та ін. Розквітають спилюванні вітром дерева: вільха, верба, ліщина; з'являються листки на деревах; прокидаються комахи; прилітають перелітні птахи; починається період розмноження у багатьох видів риб, земноводних, ссавців, птахів.

У середині літа ріст багатьох видів рослин припиняється, зменшується кількість квітучих рослин, закінчується розмноження птахів. Починається дозрівання насіння й плодів; стає помітнішою підготовка до зими. У відповідних органах (коренях, кореневищах, цибулинах, бульбах) рослин нагромаджуються запасні поживні речовини. У спеціальних органах комах — жирових тілах — нагромаджується жир. У підшкірній жировій клітковині багатьох ссавців також нагромаджується жир.

Восени у птахів і ссавців відбувається линяння. З дерев і кущів опадає листя.

Багато видів організмів набули здатності переживати несприятливі умови (високу або дуже низьку температуру, зниження вологості, відсутність їжі тощо) у стані глибокого спокою. Він характеризується зниженням фізіологічних процесів, уповільненням газообміну, припиненням живлення і нерухомістю тварин. Температура, за якої настає такий стан, різна для різних видів. У деяких комах, риб і земноводних глибокий спокій настає вже в разі зниження температури до +15 °С, у інших — при +10 °С, а у деяких — лише за температури, близької до 0 °С.

У різних видів рослин стан зимового спокою властивий різним органам. У цибулинних рослин — цибулинам, у папоротей та деяких інших — кореневищу, у запашного горошку — підземним бульбам, у будяка — притисненим до землі розеткам листків, у більшості ж рослин — насінню.

Безхребетні тварини можуть перезимовувати на різних стадіях розвитку. Так, звичайний малярійний комар — на стадії дорослої комахи, джерельний — на стадії личинки, дупляний — на стадії яйця, а метелик білана капустяного — на стадії лялечки.

Упродовж осені і зими у рослин і комах підвищується стійкість до низьких температур. Це явище дістало назву загартовування.

Особливою стійкістю до несприятливих умов характеризуються організми в стані анабіозу. Під час анабіозу життєві процеси тимчасово припинені або настільки знижені, що видимих проявів життя немає. У квіткових рослин стан анабіозу входить у нормальний цикл життя. Насіння у висушеному стані зберігає схожість багато років. У деяких безхребетних (одноклітинних, нижчих ракоподібних, коловерток) анабіоз настає при висиханні калюж і боліт, в яких вони живуть. Інші безхребетні впадають в анабіоз при заморожуванні. Одноклітинні, деякі членистоногі (дафнії, циклопи, комахи) можуть вмерзати в лід. У спеціальних дослідах гусінь метеликів витримала заморожування за температури — 79 °С, а круглі черви — за — 183 °С. Спори мохів і папоротей та насіння злаків після висушування були піддані дії температури — 272 °С і зберегли схожість.

Встановлено, що повернення до активного життя із стану анабіозу можливе лише в тому разі, якщо тканинна рідина не утворює кристалів, а залишається в переохолодженому стані Це пов'язано з тим, що в тканинах утворюється гліцерин, який запобігає промерзанню.

Зниження інтенсивності обміну речовин, що спостерігається у ссавців, виявляється у формі сплячки. Причинами її виникнення є зниження температури, а також відсутність їжі як взимку, так і влітку, коли рослинність у степу й пустелі вигорає від спеки. Хом'яки, бурундуки, їжаки, кажани, деякі види ховрахів впадають у зимову сплячку. У інших видів ховрахів спостерігається літня сплячка, зазвичай у засушливу половину літа. Під час сплячки знижується активна терморегуляція, температура тіла зменшується майже до температури навколишнього середовища, уповільнюються всі функції. Частота серцевих скорочень у кажанів, наприклад, падає від 420 до 16 за хвилину.

У деяких ссавців — ведмедя, борсука, єнотоподібного собаки — настає зимовий сон, під час якого також значно знижується обмін речовин, але не відбувається зниження температури тіла.

Під час осіннього линяння у ссавців виростає густий підшерсток, у птахів — пух, які запобігають переохолодженню тварин узимку.

Для завершення життєвого циклу деяким рослинам, комахам та іншим організмам необхідні охолодження і проходження зимових стадій спокою. В цей час здійснюються певні фізіологічні процеси, які готують організм до нового етапу активної життєдіяльності.

Фотоперіодизм. Тривалість світлового дня змінюється з порами року, тому багато видів рослин і тварин мають річні цикли розвитку. Тривалість світлового дня впливає на статеву функцію багатьох тварин. Збільшення тривалості світлового дня навесні стимулює діяльність статевих залоз, а зменшення його восени призводить до згасання їхньої функції. Скорочення дня передує похолоданню, тому в процесі еволюції органічного світу для багатьох видів зменшення тривалості світлового дня стало біологічним сигналом підготовки до зими (підготовка до перельоту у птахів, линяння, нагромадження жиру, формування стадій спокою).

Різна тривалість дня на різних широтах зумовила появу рослин, що розцвітають лише за короткого дня (короткоденні) на півночі і лише за довгого дня (довгоденні) на півдні. До перших належать просо, кукурудза, бавовник, до других — пшениця, овес, ячмінь, льон. Багато рослин короткого дня, переміщені в умови довгого дня, утворюють велику вегетативну масу, але не завершують розвиток і не плодоносять.

Знання закономірностей фотоперіодизму використовують у сільськогосподарській практиці, наприклад у разі цілорічного вирощування овочів і декоративних рослин в умовах штучного освітлення. На птахофабриках штучним освітленням подовжують "світловий день" і досягають збільшення несучості.

Висновки

Одній й ті ж екологічні фактори неоднаково впливають на організми різних видів, які живуть разом. Для деяких вони можуть бути сприятливими, для інших – ні. Важливим елементом є реакція організмів на силу впливу екологічного фактора, негативна дія якого може виникати у разі надлишку або нестачі дози. Тому є поняття сприятлива доза, або зона оптимуму фактора й зона песимуму (доза фактора, за якої організми почуваються пригнічено).

Діапазон зон оптимуму й песимуму є критеріями для визначення екологічної валентності – здатності живого організму пристосовуватися до змін умов середовища. Кількісно вона виражається діапазоном середовища, в межах якого вид нормально існує. Екологічна валентність різних видів відрізняється одна від одної (північний олень витримує коливання температури повітря від –55 до 25-30оС, а тропічні корали гинуть вже при зміні температури на 5-6оС).

За екологічною валентністю організми поділяють на: стенобіоти – з малою пристосованістю до змін середовища (орхідеї, форель, далекосхідний рябчик, глибоководні риби) та еврибіонти – з великою пристосованістю до змін довкілля (колорадський жук, миші, пацюки, вовки, таргани, очерет, пирій). У межах еврибіонтів і стенобіонтів залежно від конкретного фактора організми поділяють на евритермні та стенотермні (за реакцією на температуру), евригалінні й стеногалінні (за реакцією на солоність водного середовища), еврифоти та стенофоти (за реакцією на освітлення).

Слід наголосити, що в природі екологічний фактори діють комплексно. Особливо важливо пам'ятати це, оцінюючи вплив хімічних забруднювачів, коли "сумаційний” ефект (на негативну дію однієї речовини накладається негативна дія інших, до чого додається вплив стресової ситуації, шумів, різних фізичних полів – радіаційного, теплового, гравітаційного чи електромагнітного) дуже змінює умовні значення ГДК, наведені в довідниках. Це питання на сьогодні ще мало вивчене, але через актуальність і велике значення перебуває в стані активного дослідження в усіх розвинених країнах.

Екологічні дослідження, пов'язані з вивченням впливу екологічних факторів на існування й розвиток окремих видів організмів. взаємозв'язків з довкіллям, е предметом науки аутекології.

Розділ біоекології, що вивчає умови формування структури й динаміки популяцій якогось виду, називається демекологією, а розділ, який досліджує асоціації популяцій різних видів рослин, тварин, мікроорганізмів (біоценозів), шляхи їх формування й взаємодії з довкіллям, - синекологією. У межах синекології виділяють фітоценологію, або геоботаніку (об'єкт вивчення – угруповання рослин), біоценологію (угруповання тварин).

Перелік посилань

1. Агесс П. Ключи к экологии – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 95.

2. Бродвій В. М. Гаца О.О. Закони екології. Навч. пос. – К.: НПУ імені М. Драгоманова, 2003. 178 с.

3. Дажо Р. Основы экологии. – М.: Прогресс, 1975. 416с.

4. Дедю И. И. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев, 1990. 408с.

5. Злобін Ю.А. Основи екології К.: Лібра, 1998. – 248с.

6. Кучерявий В.П. Екологія. – Львів: Світ, 2000. 500 с.

7. Лукашев К. И. „ Тревоги и надежды : изменяющая биосфера .” –Минск: Наука и техника , 1987 г.

8. Сафронов Т.А. „ Загальна екологія та неоекологія.” Конспект лекцій.- К:КНТ, 2005 р.

9. Сафронов Т.А. Екологічні основи природокористування : Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів , 3-те видання , стереотипне. –Львів „ Новий Світ – 2000” , 2006 р.

10. Сытник К.М. и др. Биосфера. Экология. Охрана природы. – К.: Наукова думка, 1987. – 523 с.

11. Одум Ю. Экология (в 2-х томах).- М.: Мир, 1986.

12. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М.: Мисль, 1990. – 639 с.

13. Фелленберг Г. Загрязнение окружающей среды. Введение в экологическую химию. – М.: Мир, 1997. – 176 с.

14. Шилов И.А. Экология. – М.: Высшая школа, 2000. 512 с.

15. Экология. Учебное пособие. М.: Знание, 1997. – 288 с.





Реферат на тему: Біогенні та абіогенні екологічні фактори (реферат)


Схожі реферати



5ka.at.ua © 2010 - 2016. Всі права застережені. При використанні матеріалів активне посилання на сайт обов'язкове.    
.