Svarīgākie abiotiskie faktori. Gaisma
Vides faktori ir vides apstākļu komplekss, kas ietekmē dzīvos organismus. Atšķirt nedzīvi faktori— abiotisks (klimatisks, edafisks, orogrāfisks, hidrogrāfisks, ķīmisks, pirogēns), savvaļas faktori— biotiskie (fitogēnie un zoogēnie) un antropogēnie faktori (cilvēka darbības ietekme). Ierobežojošie faktori ietver visus faktorus, kas ierobežo organismu augšanu un attīstību. Organisma pielāgošanos videi sauc par adaptāciju. Organisma ārējo izskatu, kas atspoguļo tā pielāgošanos vides apstākļiem, sauc par dzīvības formu.
Vides vides faktoru jēdziens, to klasifikācija
Atsevišķas vides sastāvdaļas, kas ietekmē dzīvos organismus, uz kurām tie reaģē ar adaptīvām reakcijām (adaptācijām), sauc par vides faktoriem jeb vides faktoriem. Citiem vārdiem sakot, tiek saukts vides apstākļu komplekss, kas ietekmē organismu dzīvi vides vides faktori.
Visi vides faktori ir sadalīti grupās:
1. ietver nedzīvas dabas sastāvdaļas un parādības, kas tieši vai netieši ietekmē dzīvos organismus. Starp daudzajiem abiotiskajiem faktoriem galvenā loma ir:
- klimatiskie(saules starojums, gaismas un gaismas režīms, temperatūra, mitrums, nokrišņi, vējš, atmosfēras spiediens utt.);
- edafisks(augsnes mehāniskā uzbūve un ķīmiskais sastāvs, mitruma kapacitāte, ūdens, gaisa un augsnes termiskie apstākļi, skābums, mitrums, gāzu sastāvs, gruntsūdens līmenis u.c.);
- orogrāfisks(reljefs, nogāžu ekspozīcija, nogāzes stāvums, augstuma atšķirība, augstums virs jūras līmeņa);
- hidrogrāfiskais(ūdens caurspīdīgums, plūstamība, plūsma, temperatūra, skābums, gāzes sastāvs, minerālvielu un organisko vielu saturs utt.);
- ķīmiski(atmosfēras gāzes sastāvs, ūdens sāls sastāvs);
- pirogēns(uguns iedarbība).
2. - attiecību kopums starp dzīviem organismiem, kā arī to savstarpējā ietekme uz biotopu. Biotisko faktoru ietekme var būt ne tikai tieša, bet arī netieša, kas izpaužas abiotisko faktoru pielāgošanā (piemēram, augsnes sastāva izmaiņas, mikroklimats zem meža lapotnes u.c.). Biotiskie faktori ietver:
- fitogēns(augu ietekme vienam uz otru un uz vidi);
- zoogēns(dzīvnieku ietekme vienam uz otru un uz vidi).
3. atspoguļo cilvēku (tiešu) vai cilvēka darbības (netieši) intensīvo ietekmi uz vidi un dzīviem organismiem. Pie šādiem faktoriem pieder visa veida cilvēka darbība un cilvēku sabiedrība, kas izraisa izmaiņas dabā kā citu sugu dzīvotnē un tieši ietekmē to dzīvi. Ikvienu dzīvo organismu ietekmē nedzīvā daba, citu sugu organismi, tajā skaitā arī cilvēks, un savukārt tas ietekmē katru no šīm sastāvdaļām.
Antropogēno faktoru ietekme dabā var būt gan apzināta, gan nejauša, gan neapzināta. Cilvēks, arot neapstrādātas un papuves, veido lauksaimniecības zemi, audzē ļoti produktīvas un pret slimībām izturīgas formas, izplata dažas sugas un iznīcina citas. Šīs (apzinātās) ietekmes bieži ir negatīvas, piemēram, daudzu dzīvnieku, augu, mikroorganismu neapdomāta pārvietošana, vairāku sugu plēsonīga iznīcināšana, vides piesārņojums utt.
Biotiskie vides faktori izpaužas caur vienai kopienai piederošu organismu attiecībām. Dabā daudzas sugas ir cieši saistītas, un to savstarpējās attiecības kā vides sastāvdaļas var būt ārkārtīgi sarežģītas. Kas attiecas uz saiknēm starp kopienu un apkārtējo neorganisko vidi, tās vienmēr ir divvirzienu, abpusējas. Tātad meža raksturs ir atkarīgs no atbilstošā augsnes veida, bet pati augsne lielā mērā veidojas meža ietekmē. Tāpat temperatūru, mitrumu un gaismu mežā nosaka veģetācija, bet valdošie klimatiskie apstākļi savukārt ietekmē mežā mītošo organismu kopienu.
Vides faktoru ietekme uz organismu
Vides ietekmi organismi uztver caur vides faktoriem, ko sauc vides. Jāņem vērā, ka vides faktors ir tikai mainīgs vides elements, izraisot organismos, kad tas atkal mainās, adaptīvas ekoloģiskas un fizioloģiskas reakcijas, kas iedzimti fiksētas evolūcijas procesā. Tos iedala abiotiskajos, biotiskajos un antropogēnos (1. att.).
Viņi nosauc visu neorganiskās vides faktoru kopumu, kas ietekmē dzīvnieku un augu dzīvi un izplatību. Starp tiem ir: fiziskā, ķīmiskā un edafiskā.
Fiziskie faktori - tie, kuru avots ir fiziskais stāvoklis vai parādība (mehāniska, viļņu utt.). Piemēram, temperatūra.
Ķīmiskie faktori- tie, kas rodas no vides ķīmiskā sastāva. Piemēram, ūdens sāļums, skābekļa saturs utt.
Edafiskie (vai augsnes) faktori ir augsnes un iežu ķīmisko, fizikālo un mehānisko īpašību kopums, kas ietekmē gan organismus, kuriem tie ir dzīvotne, gan augu sakņu sistēmu. Piemēram, barības vielu ietekme, mitrums, augsnes struktūra, trūdvielu saturs u.c. par augu augšanu un attīstību.
Rīsi. 1. Biotopa (vides) ietekmes uz ķermeni shēma
— cilvēka darbības faktori, kas ietekmē dabisko vidi (un hidrosfēru, augsnes erozija, mežu iznīcināšana utt.).
Ierobežojošie (ierobežojošie) vides faktori Tie ir faktori, kas ierobežo organismu attīstību barības vielu trūkuma vai pārpalikuma dēļ salīdzinājumā ar vajadzību (optimālais saturs).
Tādējādi, audzējot augus dažādās temperatūrās, būs maksimālais augšanas punkts optimāls. Tiek saukts viss temperatūras diapazons no minimālās līdz maksimālajai, kurā joprojām ir iespējama izaugsme stabilitātes diapazons (izturība), vai tolerance. To ierobežojošie punkti, t.i. dzīvībai piemērota maksimālā un minimālā temperatūra ir stabilitātes robežas. Starp optimālo zonu un stabilitātes robežām, tuvojoties pēdējai, augs piedzīvo pieaugošu stresu, t.i. mēs runājam par par stresa zonām vai apspiešanas zonām, stabilitātes diapazonā (2. att.). Virzoties uz leju un uz augšu skalā no optimālā, stress ne tikai pastiprinās, bet, sasniedzot ķermeņa pretestības robežas, iestājas tā nāve.
Rīsi. 2. Vides faktora darbības atkarība no tā intensitātes
Tādējādi katrai augu vai dzīvnieku sugai ir optimāls, stresa zonas un stabilitātes (vai izturības) robežas attiecībā pret katru vides faktoru. Kad faktors ir tuvu izturības robežām, organisms parasti var pastāvēt tikai īsu laiku. Šaurākā apstākļu diapazonā iespējama indivīdu ilgstoša eksistence un izaugsme. Vēl šaurākā diapazonā notiek vairošanās, un suga var pastāvēt bezgalīgi. Parasti kaut kur pretestības diapazona vidū ir apstākļi, kas ir vislabvēlīgākie dzīvībai, augšanai un vairošanai. Šos apstākļus sauc par optimālajiem, kuros konkrētās sugas īpatņi ir vispiemērotākie, t.i. atstāt lielāko skaitu pēcnācēju. Praksē šādus stāvokļus ir grūti noteikt, tāpēc optimālo parasti nosaka atsevišķas dzīvībai svarīgas pazīmes (augšanas ātrums, izdzīvošanas rādītājs utt.).
Pielāgošanās sastāv no ķermeņa pielāgošanas vides apstākļiem.
Spēja pielāgoties ir viena no galvenajām dzīvības īpašībām kopumā, kas nodrošina tās pastāvēšanas iespēju, organismu spēju izdzīvot un vairoties. Adaptācijas izpaužas dažādos līmeņos – no šūnu bioķīmijas un atsevišķu organismu uzvedības līdz kopienu un ekoloģisko sistēmu uzbūvei un funkcionēšanai. Visas organismu adaptācijas eksistencei dažādos apstākļos ir veidojušās vēsturiski. Rezultātā izveidojās katrai ģeogrāfiskajai zonai raksturīgi augu un dzīvnieku grupējumi.
Pielāgojumi var būt morfoloģiskā, kad mainās organisma uzbūve līdz veidojas jauna suga, un fizioloģiska, kad notiek izmaiņas organisma darbībā. Ar morfoloģiskajām adaptācijām cieši saistīta ir dzīvnieku adaptīvā krāsošanās, spēja to mainīt atkarībā no gaismas (plekste, hameleons u.c.).
Plaši zināmi fizioloģiskās adaptācijas piemēri ir dzīvnieku ziemas miegs, putnu sezonālās migrācijas.
Ļoti svarīgi organismiem ir uzvedības pielāgojumi. Piemēram, instinktīva uzvedība nosaka kukaiņu un zemāko mugurkaulnieku darbību: zivis, abinieki, rāpuļi, putni utt. Šī uzvedība ir ģenētiski ieprogrammēta un iedzimta (iedzimta uzvedība). Tas ietver: putnu ligzdas veidošanas metodi, pārošanos, pēcnācēju audzēšanu utt.
Ir arī iegūta komanda, ko indivīds saņem savas dzīves laikā. Izglītība(vai mācīšanās) - galvenais veids, kā pārnest iegūto uzvedību no vienas paaudzes uz otru.
Indivīda spēja pārvaldīt savas kognitīvās spējas, lai pārdzīvotu negaidītas izmaiņas savā vidē, ir inteliģence. Mācīšanās un intelekta loma uzvedībā palielinās līdz ar nervu sistēmas uzlabošanos - smadzeņu garozas palielināšanos. Cilvēkiem tas ir noteicošais evolūcijas mehānisms. Ar jēdzienu apzīmē sugu spēju pielāgoties noteiktam vides faktoru lokam sugas ekoloģiskā mistika.
Vides faktoru kopējā ietekme uz ķermeni
Vides faktori parasti darbojas nevis pa vienam, bet gan kompleksi. Viena faktora ietekme ir atkarīga no citu ietekmes stipruma. Dažādu faktoru kombinācijai ir jūtama ietekme uz optimāliem organisma dzīves apstākļiem (skat. 2. att.). Viena faktora darbība neaizstāj cita faktora darbību. Taču ar vides sarežģīto ietekmi bieži var novērot “aizvietošanas efektu”, kas izpaužas dažādu faktoru ietekmes rezultātu līdzībā. Tādējādi gaismu nevar aizstāt ar lieko siltumu vai oglekļa dioksīda pārpilnību, bet, ietekmējot temperatūras izmaiņas, iespējams apturēt, piemēram, augu fotosintēzi.
Vides kompleksajā iedarbībā dažādu faktoru ietekme uz organismiem ir nevienlīdzīga. Tos var iedalīt galvenajos, pavadošajos un sekundārajos. Vadošie faktori dažādiem organismiem ir atšķirīgi, pat ja tie dzīvo vienā un tajā pašā vietā. Vadošā faktora lomu dažādos organisma dzīves posmos var pildīt viens vai otrs vides elements. Piemēram, daudzu kultivēto augu, piemēram, labības, dzīvē vadošais faktors dīgtspējas periodā ir temperatūra, augšanas un ziedēšanas periodā - augsnes mitrums, bet nogatavošanās periodā - barības vielu daudzums un gaisa mitrums. Vadošā faktora loma var mainīties dažādos gada laikos.
Vadošais faktors var būt atšķirīgs vienai un tai pašai sugai, kas dzīvo dažādos fiziskajos un ģeogrāfiskajos apstākļos.
Vadošo faktoru jēdzienu nevajadzētu jaukt ar jēdzienu. Faktors, kura līmenis kvalitatīvā vai kvantitatīvā izteiksmē (trūkums vai pārpalikums) izrādās tuvs konkrētā organisma izturības robežām, sauc par ierobežošanu. Ierobežojošā faktora ietekme izpaudīsies arī gadījumā, ja citi vides faktori būs labvēlīgi vai pat optimāli. Gan vadošie, gan sekundārie vides faktori var darboties kā ierobežojošie faktori.
Ierobežojošo faktoru jēdzienu 1840. gadā ieviesa ķīmiķis 10. Liebigs. Pētot dažādu augsnē esošo ķīmisko elementu satura ietekmi uz augu augšanu, viņš formulēja principu: "Minimumā atrodamā viela kontrolē ražu un nosaka tās lielumu un stabilitāti laika gaitā." Šis princips ir pazīstams kā Lībiga minimuma likums.
Ierobežojošais faktors var būt ne tikai trūkums, kā norādīja Lībigs, bet arī tādu faktoru kā, piemēram, siltums, gaisma un ūdens, pārpalikums. Kā minēts iepriekš, organismiem ir raksturīgi ekoloģiskie minimumi un maksimumi. Diapazonu starp šīm divām vērtībām parasti sauc par stabilitātes vai pielaides robežām.
Kopumā vides faktoru ietekmes uz organismu sarežģītību atspoguļo V. Šelforda tolerances likums: labklājības neesamību vai neiespējamību nosaka kāda no vairāku faktoru deficīts vai, gluži otrādi, pārmērība, kura līmenis var būt tuvu robežām, ko pieļauj konkrētais organisms (1913). Šīs divas robežas sauc par pielaides robežām.
Ir veikti daudzi pētījumi par “tolerances ekoloģiju”, pateicoties kuriem ir kļuvušas zināmas daudzu augu un dzīvnieku eksistences robežas. Šāds piemērs ir gaisa piesārņotāju ietekme uz cilvēka organismu (3. att.).
Rīsi. 3. Gaisa piesārņojošo vielu ietekme uz cilvēka organismu. Max - maksimālā vitālā aktivitāte; Papildu - pieļaujamā dzīvībai svarīgā aktivitāte; Opt ir kaitīgās vielas optimālā (neiespaido dzīvībai svarīgo aktivitāti) koncentrācija; MPC ir maksimāli pieļaujamā vielas koncentrācija, kas būtiski nemaina dzīvībai svarīgo aktivitāti; Gadi - letāla koncentrācija
Ietekmējošā faktora (kaitīgās vielas) koncentrācija att. 5.2 ir apzīmēts ar simbolu C. Pie koncentrācijas vērtībām C = C gadi, cilvēks mirs, bet pie ievērojami zemākām C = C MPC vērtībām viņa ķermenī notiks neatgriezeniskas izmaiņas. Līdz ar to pielaides diapazons ir precīzi ierobežots ar vērtību C MPC = C robeža. Tādējādi Cmax ir jānosaka eksperimentāli katram piesārņotājam vai jebkuram kaitīgam ķīmiskam savienojumam, un tā Cmax nedrīkst pārsniegt noteiktā biotopā (dzīves vidē).
Vides aizsardzībā tas ir svarīgi ķermeņa pretestības augšējās robežas uz kaitīgām vielām.
Tādējādi piesārņojošās vielas C faktiskā koncentrācija nedrīkst pārsniegt C maksimālās koncentrācijas robežas (C fakts ≤ C maksimālās koncentrācijas robeža = C robeža).
Ierobežojošo faktoru (Clim) jēdziena vērtība ir tāda, ka tas dod ekologam sākumpunktu, pētot sarežģītas situācijas. Ja organismam ir raksturīgs plašs tolerances diapazons pret kādu faktoru, kas ir relatīvi nemainīgs, un tas atrodas vidē mērenos daudzumos, tad šāds faktors, visticamāk, nebūs ierobežojošs. Gluži pretēji, ja ir zināms, ka konkrētam organismam ir šaurs tolerances diapazons pret kādu mainīgu faktoru, tad tieši šis faktors ir pelnījis rūpīgu izpēti, jo tas var būt ierobežojošs.
pārbaude
1. Gaisma kā vides faktors. Gaismas loma organismu dzīvē
Gaisma ir viens no enerģijas veidiem. Saskaņā ar pirmo termodinamikas likumu jeb enerģijas nezūdamības likumu enerģija var mainīties no vienas formas uz otru. Saskaņā ar šo likumu organismi ir termodinamiska sistēma, kas pastāvīgi apmainās ar enerģiju un vielu ar vidi. Organismi uz Zemes virsmas ir pakļauti enerģijas plūsmai, galvenokārt saules enerģijai, kā arī garo viļņu termiskajam starojumam no kosmiskajiem ķermeņiem. Abi šie faktori nosaka vides klimatiskos apstākļus (temperatūra, ūdens iztvaikošanas ātrums, gaisa un ūdens kustība). No kosmosa uz biosfēru krīt saules gaisma ar enerģiju 2 cal. par 1 cm 2 1 minūtē. Šī ir tā sauktā saules konstante. Šī gaisma, kas iet cauri atmosfērai, ir novājināta un skaidrā pusdienlaikā līdz Zemes virsmai var sasniegt ne vairāk kā 67% tās enerģijas, t.i. 1,34 kal. uz cm 2 1 min. Izejot cauri mākoņu segai, ūdenim un veģetācijai, saules gaisma tiek vēl vairāk vājināta, un enerģijas sadalījums dažādās spektra daļās ievērojami mainās.
Saules gaismas un kosmiskā starojuma pavājināšanās pakāpe ir atkarīga no gaismas viļņa garuma (frekvences). Ultravioletais starojums, kura viļņa garums ir mazāks par 0,3 mikroniem, gandrīz neiziet cauri ozona slānim (apmēram 25 km augstumā). Šāds starojums ir bīstams dzīvam organismam, jo īpaši protoplazmai.
Dzīvajā dabā gaisma ir vienīgais enerģijas avots, visi augi, izņemot baktērijas? fotosintēzes, t.i. sintezēt organiskās vielas no neorganiskām vielām (t.i. no ūdens, minerālsāļiem un CO 2 - asimilācijas procesā izmantojot starojuma enerģiju). Visu organismu uzturs ir atkarīgs no sauszemes fotosintēzes organismiem, t.i. hlorofilu saturoši augi.
Gaisma kā vides faktors ir sadalīta ultravioletajā gaismā ar viļņa garumu 0,40 - 0,75 mikroni un infrasarkanajā viļņā, kura viļņa garums ir lielāks par šiem lielumiem.
Šo faktoru darbība ir atkarīga no organismu īpašībām. Katrs organisma veids ir pielāgots noteiktam gaismas viļņa garumam. Daži organismu veidi ir pielāgojušies ultravioletajam starojumam, bet citi ir pielāgojušies infrasarkanajam starojumam.
Daži organismi spēj atšķirt viļņu garumus. Viņiem ir īpašas gaismas uztveres sistēmas un krāsu redze, kam ir liela nozīme viņu dzīvē. Daudzi kukaiņi ir jutīgi pret īsviļņu starojumu, ko cilvēki nevar uztvert. Kodes labi uztver ultravioletos starus. Bites un putni precīzi nosaka savu atrašanās vietu un orientējas apkārtnē pat naktī.
Organismi arī spēcīgi reaģē uz gaismas intensitāti. Pamatojoties uz šīm īpašībām, augus iedala trīs ekoloģiskās grupās:
1. Gaismīļi, saulmīļi jeb heliofīti – kuri spēj normāli attīstīties tikai saules staru ietekmē.
2. Ēnu mīlošie augi jeb sciofīti ir zemāko mežu slāņu augi un dziļūdens augi, piemēram, maijpuķītes un citi.
Samazinoties gaismas intensitātei, palēninās arī fotosintēze. Visiem dzīviem organismiem ir sliekšņa jutība pret gaismas intensitāti, kā arī pret citiem vides faktoriem. Dažādiem organismiem ir atšķirīgs sliekšņa jutīgums pret vides faktoriem. Piemēram, intensīva gaisma kavē Drosophila mušu attīstību, pat izraisot to nāvi. Prusakiem un citiem kukaiņiem nepatīk gaisma. Vairumā fotosintēzes augu pie zemas gaismas intensitātes proteīnu sintēze tiek kavēta, bet dzīvniekiem – biosintēzes procesi.
3. Ēnu izturīgi vai fakultatīvi heliofīti. Augi, kas labi aug gan ēnā, gan gaismā. Dzīvniekiem šīs organismu īpašības sauc par gaismu mīlošām (fotofiliem), ēnu mīlošām (fotofobiem), eirifobām - stenofobiskām.
Organismu biotiskie savienojumi biocenozēs. Skābu nokrišņu problēma
Vides faktors ir noteikts vides stāvoklis vai elements, kam ir īpaša ietekme uz ķermeni. Vides faktorus iedala abiotiskajos, biotiskajos un antropogēnos...
Ūdens un veselība: dažādi aspekti
Ūdens ir lielākais “pārtikas produkts” patēriņa ziņā cilvēka uzturā. Ūdens ir universāla viela, bez kuras dzīvība nav iespējama. Ūdens ir neaizstājama visu dzīvo būtņu sastāvdaļa. Augi satur līdz 90% ūdens...
Vides aizsardzība
Veģetācijas nozīme dabā un cilvēka dzīvē ir ļoti liela. Zaļie augi, izmantojot fotosintēzi un izdalīšanos, nodrošina dzīvību uz Zemes. Fotosintēze ir sarežģīts bioķīmisks process...
Vides pamatjautājumi
Dabas resursi ir dabas sastāvdaļas, ko cilvēki izmanto savas saimnieciskās darbības procesā. Dabas resursiem ir ārkārtīgi liela nozīme cilvēka dzīvē...
Savvaļas dzīvnieku aizsardzība
Dzīvnieku daudzveidība ir ārkārtīgi svarīga, pirmkārt, galvenajam procesam - vielu un enerģijas biotiskajam ciklam. Viena suga nevienā biogeocenozē nav spējīga sadalīt augu organiskās vielas galaproduktos...
Augu pielāgošanās ūdens režīmam
ekoloģisks ūdens sauszemes augs Auga ķermenis 50-90% ir ūdens. Citoplazma ir īpaši bagāta ar ūdeni (85-90%), un daudz tā ir šūnas organellās. Ūdens ir ārkārtīgi svarīgs augu dzīvē...
Ekoloģijas un dzīves vides problēmas
Katram cilvēkam ir jārūpējas par veselīgas vides nodrošināšanu, pastāvīgi jāaizsargā flora un fauna, gaiss, ūdens un augsne no saimnieciskās darbības kaitīgajām sekām...
Ozona slāņa iznīcināšana. Cīņas metodes
Gaisa joni var būt pozitīvi vai negatīvi. Molekulas lādiņa veidošanās procesu sauc par jonizāciju, bet lādētu molekulu sauc par jonu vai gaisa jonu. Ja jonizēta molekula nosēžas uz daļiņas vai putekļu plankuma...
Reljefs kā vides faktors
Reljefa formām, kas ir mazākas par kalniem - sadalītajiem pauguriem - ainavu un jo īpaši veģetācijas seguma izmaiņas ar augstumu ir ļoti vāji izteiktas. Meža zonā ozolu un oša piemaisījumi koku audzēs ir ierobežoti paaugstinātās vietās...
Skābekļa, gaismas un skaņas nozīme zivju dzīvē
zivju skābeklis gaisma skaņa dzīvības aktivitāte Dzīvo organismu dzīvē svarīgākā loma ir ultravioletajam starojumam 295-380 nm diapazonā, redzamajai spektra daļai un tuvajam infrasarkanajam starojumam ar viļņa garumu līdz 1100 nm . Procesi...
Temperatūra ir vissvarīgākais vides faktors. Temperatūrai ir milzīga ietekme uz daudziem organismu dzīves aspektiem to ģeogrāfiskajā izplatībā...
Gaisma, temperatūra un mitrums kā vides faktori
Sākotnēji visi organismi bija ūdens. Iekarojot zemi, viņi nezaudēja atkarību no ūdens. Visu dzīvo organismu neatņemama sastāvdaļa ir ūdens. Mitrums ir ūdens tvaiku daudzums gaisā. Bez mitruma vai ūdens nav dzīvības...
Sociālais un vides faktors kā pamats modernas pilsētas attīstības pieejas veidošanai
ecocity ecocity Pēdējā laikā mūsdienu pilsētās ir strauji saasinājušās sociālās, ekonomiskās un vides problēmas. Pēdējo 40 gadu laikā ir strauji pieaugusi ekonomiskā slodze uz dabas kompleksiem...
Cilvēks un biosfēra
Īpaša zinātne, bioritmoloģija, pēta mūsu organismā notiekošos aktivitātes un pasivitātes ritmus. Saskaņā ar šo zinātni, lielākā daļa organismā notiekošo procesu ir sinhronizēti ar periodisku saules-mēness-zemes...
Ekonomiskā attīstība un vides faktors
Jebkuras ekonomikas attīstības pamatā ir trīs ekonomiskās izaugsmes faktori: darbaspēka resursi, mākslīgi radīti ražošanas līdzekļi (kapitāls vai mākslīgais kapitāls), dabas resursi...
Temperatūra kā vides faktors
Temperatūra ir vissvarīgākais vides faktors. Temperatūrai ir milzīga ietekme uz daudziem organismu dzīves aspektiem, to izplatības ģeogrāfiju, vairošanos un citām organismu bioloģiskajām īpašībām, kas galvenokārt ir atkarīgas no temperatūras. Diapazons, t.i. Temperatūras robežas, kurās dzīvība var pastāvēt, svārstās no aptuveni -200°C līdz +100°C, un dažreiz ir konstatēts, ka baktērijas eksistē karstajos avotos 250°C temperatūrā. Patiesībā lielākā daļa organismu var izdzīvot vēl šaurākā temperatūras diapazonā.
Daži mikroorganismu veidi, galvenokārt baktērijas un aļģes, spēj dzīvot un vairoties karstajos avotos temperatūrā, kas ir tuvu viršanas temperatūrai. Augšējā temperatūras robeža karstavotu baktērijām ir aptuveni 90°C. Temperatūras mainīgums ir ļoti svarīgs no vides viedokļa.
Jebkura suga spēj dzīvot tikai noteiktā temperatūras diapazonā, tā sauktajā maksimālajā un minimālajā letālajā temperatūrā. Pārsniedzot šīs kritiskās temperatūras galējības, aukstumu vai karstumu, notiek organisma nāve. Kaut kur starp tām ir optimāla temperatūra, kurā ir aktīva visu organismu, dzīvās vielas kopumā, dzīvībai svarīgā darbība.
Pamatojoties uz organismu toleranci pret temperatūras apstākļiem, tos iedala eiritermiskajos un stenotermiskajos, t.i. spēj izturēt temperatūras svārstības plašās vai šaurās robežās. Piemēram, ķērpji un daudzas baktērijas var dzīvot dažādās temperatūrās, vai arī orhidejas un citi tropisko zonu siltumu mīlošie augi ir stenotermiski.
Daži dzīvnieki spēj uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru neatkarīgi no apkārtējās vides temperatūras. Šādus organismus sauc par homeotermiskiem. Citiem dzīvniekiem ķermeņa temperatūra mainās atkarībā no apkārtējās vides temperatūras. Tos sauc par poikilotermiskiem. Atkarībā no organismu pielāgošanās metodes temperatūras apstākļiem tos iedala divās ekoloģiskās grupās: kriofili - organismi, kas pielāgoti aukstumam, zemai temperatūrai; termofīli - vai siltumu mīloši.
Mitrums kā vides faktors
Sākotnēji visi organismi bija ūdens. Iekarojot zemi, viņi nezaudēja atkarību no ūdens. Visu dzīvo organismu neatņemama sastāvdaļa ir ūdens. Mitrums ir ūdens tvaiku daudzums gaisā. Bez mitruma vai ūdens nav dzīvības.
Mitrums ir parametrs, kas raksturo ūdens tvaiku saturu gaisā. Absolūtais mitrums ir ūdens tvaiku daudzums gaisā un ir atkarīgs no temperatūras un spiediena. Šo daudzumu sauc par relatīvo mitrumu (t.i., attiecība starp ūdens tvaiku daudzumu gaisā un piesātināto tvaiku daudzumu noteiktos temperatūras un spiediena apstākļos.)
Dabā valda ikdienas mitruma ritms. Mitrums svārstās vertikāli un horizontāli. Šim faktoram kopā ar gaismu un temperatūru ir liela nozīme organismu aktivitātes un to izplatības regulēšanā. Mitrums arī maina temperatūras ietekmi.
Svarīgs vides faktors ir žāvēšana gaisā. Īpaši sauszemes organismiem liela nozīme ir gaisa žūšanas efektam. Dzīvnieki pielāgojas, pārvietojoties uz aizsargājamām vietām un piekopjot aktīvu dzīvesveidu naktī.
Augi uzsūc ūdeni no augsnes un gandrīz viss (97-99%) iztvaiko caur lapām. Šo procesu sauc par transpirāciju. Iztvaikošana atdzesē lapas. Pateicoties iztvaikošanai, joni tiek transportēti caur augsni uz saknēm, joni tiek transportēti starp šūnām utt.
Noteikts mitruma daudzums sauszemes organismiem ir absolūti nepieciešams. Daudzām no tām normālai darbībai nepieciešams 100% relatīvais mitrums, un gluži pretēji, organisms normālā stāvoklī nevar ilgstoši dzīvot absolūti sausā gaisā, jo pastāvīgi zaudē ūdeni. Ūdens ir būtiska dzīvās vielas sastāvdaļa. Tāpēc ūdens zudums noteiktā daudzumā izraisa nāvi.
Augi sausā klimatā pielāgojas morfoloģiskām izmaiņām un veģetatīvo orgānu, īpaši lapu, samazināšanās rezultātā.
Pielāgojas arī sauszemes dzīvnieki. Daudzi no viņiem dzer ūdeni, citi absorbē to caur ķermeni šķidrā vai tvaiku veidā. Piemēram, lielākā daļa abinieku, daži kukaiņi un ērces. Lielākā daļa tuksneša dzīvnieku nekad nedzer savas vajadzības no ūdens, kas tiek piegādāts ar pārtiku. Citi dzīvnieki iegūst ūdeni tauku oksidēšanās procesā.
Ūdens ir absolūti nepieciešams dzīviem organismiem. Tāpēc organismi izplatās visā savā dzīvotnē atkarībā no savām vajadzībām: ūdens organismi pastāvīgi dzīvo ūdenī; hidrofīti var dzīvot tikai ļoti mitrā vidē.
No ekoloģiskās valences viedokļa hidrofīti un higrofīti pieder pie stenogīru grupas. Mitrums ļoti ietekmē organismu dzīvības funkcijas, piemēram, 70% relatīvais mitrums bija ļoti labvēlīgs migrējošo siseņu mātīšu nobriešanai un auglībai. Veiksmīgi pavairojot, daudzās valstīs tie rada milzīgu ekonomisku kaitējumu kultūraugiem.
Organismu izplatības ekoloģiskajam novērtējumam tiek izmantots klimata sausuma indikators. Sausums kalpo kā selektīvs faktors organismu ekoloģiskajai klasifikācijai.
Tādējādi atkarībā no vietējā klimata mitruma īpašībām organismu sugas tiek sadalītas ekoloģiskās grupās:
1. Hidatofīti ir ūdensaugi.
2. Hidrofīti ir sauszemes-ūdens augi.
3. Higrofīti ir sauszemes augi, kas dzīvo augsta mitruma apstākļos.
4. Mezofīti ir augi, kas aug ar vidēju mitrumu
5. Kserofīti ir augi, kas aug ar nepietiekamu mitrumu. Tos savukārt iedala: sukulentos - sukulentos augos (kaktusos); sklerofīti ir augi ar šaurām un mazām lapām un sarullēti caurulēs. Tos iedala arī eiserofītos un stipakserofītos. Eikserofīti ir stepju augi. Stypakserophytes ir šaurlapu velēna zālāju grupa (spalvzāle, auzene, tonkonogo u.c.). Savukārt mezofītus iedala arī mezohigrofītos, mezokserofītos u.c.
Lai gan mitrums ir mazāks par temperatūru, tas tomēr ir viens no galvenajiem vides faktoriem. Lielāko daļu dzīvās dabas vēstures organisko pasauli pārstāvēja tikai ūdens organismi. Lielākās daļas dzīvo būtņu neatņemama sastāvdaļa ir ūdens, un gandrīz visām tām ir nepieciešama ūdens vide, lai vairotos vai sapludinātu gametas. Sauszemes dzīvnieki ir spiesti savos ķermeņos radīt mākslīgu ūdens vidi apaugļošanai, un tas noved pie tā, ka pēdējie kļūst iekšēji.
Mitrums ir ūdens tvaiku daudzums gaisā. To var izteikt gramos uz kubikmetru.
Gaisma- saules starojuma enerģija, kas sastāv no vairākiem komponentiem:
- Redzamais starojums (50%)
- Ultravioletais starojums (1%)
- Infrasarkanais starojums (45-47%)
- Rentgena starojums (starojums ar viļņu garumu radio diapazonā).
Visi šie starojuma veidi ietekmē dzīvos organismus.
- Infrasarkano starojumu uztver visi organismi, un augu siltuma apmaiņā piedalās stari ar viļņa garumu 1,05 mikroni.
- Ultravioletā gaisma ar viļņa garumu 0,25-0,3 mikroni stimulē D vitamīna veidošanos dzīvniekiem; ar viļņa garumu 0,2-0,3 mikroni negatīvi ietekmē dažus mikroorganismus, tostarp patogēnus; ar viļņa garumu 0,38-0,4 mikroni ir nepieciešams augu fotosintēzei.
Pateicoties ozona ekrānam, ultravioletais un rentgena starojums ir daļēji bloķēts.
Redzamajai gaismai ir sarežģīta ietekme uz ķermeni: sarkanajiem stariem pārsvarā ir termiskais efekts; zils un violets - maina bioķīmisko reakciju ātrumu un virzienu. Kopumā redzamā gaisma ietekmē augu augšanas un attīstības ātrumu, fotosintēzes intensitāti, dzīvnieku aktivitāti, izraisa vides mitruma un temperatūras izmaiņas, kā arī ir nozīmīgs signalizācijas faktors, kas nodrošina ikdienas un sezonas biociklus.
Gaismas režīms ir viens no vadošajiem abiotiskajiem faktoriem, kas nosaka dabiskās un mākslīgās ekosistēmas sasniedzošā saules starojuma izplatību un intensitātes izmaiņas. Jebkura biotopa gaismas režīmu nosaka dažādi faktori.
Gaismas režīma rādītāji - gaismas intensitāte, daudzums un kvalitāte.
Intensitāte (gaismas intensitāte)- nosaka saules enerģijas daudzums uz 1 cm 2 horizontālās virsmas 1 minūtē. Tiešai saules gaismai šis rādītājs gandrīz nav atkarīgs no ģeogrāfiskā platuma, bet to ietekmē reljefs. Piemēram, dienvidu nogāzēs gaismas intensitāte vienmēr ir lielāka nekā ziemeļu nogāzēs.
Gaismas daudzums— kopējais saules starojums, ko mēra astronomiskā gadā. Tas palielinās no poliem līdz ekvatoram, ko papildina tā kvalitātes izmaiņas. Gaismas režīmam ir nozīme arī atstarotās gaismas daudzumam.
Albedo Zemes virsmas lielums - lielums, kas raksturo tās spēju atstarot (izkliedēt) uz to krītošo starojumu un ir vienāds ar atstarotās gaismas daudzuma attiecību pret kopējo krītošās gaismas daudzumu. Izteikts procentos (%) un atkarīgs no saules gaismas krišanas leņķa un atstarojošās virsmas īpašībām.
Ekoloģiskās augu grupas saistībā ar gaismu
| Vides grupas / Raksturlielumi | Fotofīli (heliofīti) | Ēnu mīloši (sciofīti) | Ēnu izturīgs (fakultatīvi heliofīti) |
| Dzīvotne | Atvērtas vietas, pastāvīgi un labi apgaismotas | Apakšējais ēnainu mežu slānis, pastāvīga ēna | Labi apgaismotas vietas, neliels ēnojums |
| Adaptīvās funkcijas | Trikotāža, lapu rozešu izvietojums, saīsināti vai stipri sazaroti dzinumi, daži ziedi vēršas pret sauli | Lapu mozaīkas izkārtojums koku sugās, tumši zaļas lielas lapas novietotas horizontāli | Koku sugās gaišās lapas (vainaga virsma) ir biezas un raupjas, ēnas lapas ir matētas un bez apmatojuma |
| Reakcija uz gaismas apstākļu izmaiņām | Nevar paciest ilgstošu ēnojumu (tie mirst) | Nevar izturēt spilgtu apgaismojumu (apspiešana, nāve) | Salīdzinoši viegli pielāgojams gaismas apstākļu izmaiņām |
| Dzīves aktivitātes raksturīgās iezīmes | Vislielākā fotosintēzes intensitāte notiek pilnā saules gaismā, ievērojams ogļhidrātu patēriņš elpošanai | ||
| Augu piemēri | Stepu un pustuksnešu agrā pavasara augi, lapegle, akācija, ceļmallapa, ūdensroze | Meža garšaugi, zaļās sūnas, egle, egle, īve, dižskābardis, buksuss | Lielākā daļa meža koku ir eikalipti |
Relatīvais gaismas saturs
- apgaismojums noteiktā vietā, izteikts procentos no kopējā gaismas daudzuma, kas nāk no ārpuses. Minimālais gaismas padeve ir vidējais gaismas padeve pie foliācijas robežas vainaga iekšējā daļā. Izmanto, lai novērtētu auga nepieciešamību pēc gaismas, fotosintēzes un vielmaiņas. Piemēram, minimālā gaismas pielaide lapeglei, priedei, bērzam ir 10-20%; eglei, eglei, dižskābarža - 1-3%.
Gaismas režīms kā vides faktors izraisa daudzpakāpju veģetācijas rašanos, jo tas ļauj labāk izmantot saules starojumu.
Gaisma kā augu un dzīvnieku orientācijas nosacījums
Augos tā rezultātā notiek orientācija uz gaismu fototropisms— virzītas augu orgānu augšanas kustības.
Ja kustība ir vērsta uz gaismas stimulu, tad tas ir pozitīvs fototropisms; ja pretējā virzienā - negatīvs.
Dzīvniekiem tā rezultātā notiek orientācija uz gaismu fototaksis— dzīvnieku motoriskās reakcijas, reaģējot uz vienvirziena gaismas starojumu. Ar pozitīvu fototaksiju dzīvnieks pārvietojas lielākā apgaismojuma virzienā, ar negatīvu fototaksi – zemākā apgaismojuma virzienā. Dzīvniekiem ir nepieciešama gaisma vizuālai orientācijai telpā. Sākot ar coelenterate dzīvniekiem, tiem attīstās sarežģīti gaismas jutīgi orgāni ar dažādām struktūrām - acis. Saistībā ar gaismas režīmu dzīvnieki tiek izšķirti starp nakts un krepuskulārajām sugām un sugām, kas dzīvo pastāvīgā tumsā un nepanes spilgtu saules gaismu.
Gaismas režīms ietekmē arī dzīvnieku ģeogrāfisko izplatību. Signāla vērtība dzīvnieku dzīvē ir bioluminiscence- redzams dzīvo organismu mirdzums, kas saistīts ar viņu dzīves procesiem. Tas rodas sarežģītu organisko savienojumu (luciferīnu) oksidācijas rezultātā, piedaloties enzīmiem (luciferāzēm), reaģējot uz ārējās vides kairinājumu. Šo reakciju rezultātā atbrīvotā enerģija netiek izkliedēta siltuma veidā, bet tiek pārveidota par molekulu elektroniskās ierosmes enerģiju, kas spēj to atbrīvot fotonu veidā. Mirdzumu var izstarot visa ķermeņa virsma vai īpaši luminiscējoši orgāni. Dzīvnieki izmanto, lai apgaismotu un pievilinātu medījumu (dziļjūras zivis), lai brīdinātu, atbaidītu vai novērstu plēsēju (dažas garneles), lai piesaistītu pretējā dzimuma indivīdus pārošanās sezonā (ugunspuķes), orientācijai barā. Daži dzīvnieki spīd, reaģējot uz mehānisku stimulāciju (gaismojoši adatādaiņi uz Karību jūras seklajiem koraļļu rifiem).
Tādējādi augiem gaisma ir nepieciešama galvenokārt fotosintēzei, kuras dēļ biosfērā tiek radīta organiskā viela un uzkrājas enerģija dzīvniekiem, tai ir galvenokārt informatīva vērtība.
Ievads
1. Gaisma kā vides faktors. Gaismas loma organismu dzīvē
2. Temperatūra kā vides faktors
3. Mitrums kā vides faktors
4. Edafiskie faktori
5. Dažādas dzīves vides
Secinājums
Izmantotās literatūras saraksts
Ievads
Uz Zemes ir ļoti daudz dažādu dzīves apstākļu, kas nodrošina daudzveidīgas ekoloģiskās nišas un to “iedzīvotājus”. Tomēr, neskatoties uz šo daudzveidību, ir četras kvalitatīvi atšķirīgas dzīves vides, kurām ir noteikts vides faktoru kopums, un tāpēc ir nepieciešams īpašs kopums. pielāgojumi. Tās ir dzīves vides: zeme-gaiss (zeme); ūdens; augsne; citi organismi.
Katra suga ir pielāgota tās īpašajam vides apstākļu kopumam - ekoloģiskai nišai.
Katra suga ir pielāgota savai specifiskajai videi, noteiktai barībai, plēsējiem, temperatūrai, ūdens sāļumam un citiem ārējās pasaules elementiem, bez kuriem tā nevar pastāvēt.
Organismu pastāvēšanai ir nepieciešams faktoru komplekss. Ķermeņa nepieciešamība pēc tām ir atšķirīga, taču katra zināmā mērā ierobežo savu eksistenci.
Dažu vides faktoru neesamību (trūkumu) var kompensēt ar citiem līdzīgiem (līdzīgiem) faktoriem. Organismi nav vides apstākļu “vergi” - zināmā mērā tie paši pielāgojas un maina vides apstākļus tā, lai atvieglotu noteiktu faktoru trūkumu.
Fizioloģiski nepieciešamo faktoru (gaisma, ūdens, oglekļa dioksīds, barības vielas) neesamību vidē nevar kompensēt (aizstāt) ar citiem.
1. Gaisma kā vides faktors. Gaismas loma organismu dzīvē
Gaisma ir viens no enerģijas veidiem. Saskaņā ar pirmo termodinamikas likumu jeb enerģijas nezūdamības likumu enerģija var mainīties no vienas formas uz otru. Saskaņā ar šo likumu organismi ir termodinamiska sistēma, kas pastāvīgi apmainās ar enerģiju un vielu ar vidi. Organismi uz Zemes virsmas ir pakļauti enerģijas plūsmai, galvenokārt saules enerģijai, kā arī garo viļņu termiskajam starojumam no kosmiskajiem ķermeņiem. Abi šie faktori nosaka vides klimatiskos apstākļus (temperatūra, ūdens iztvaikošanas ātrums, gaisa un ūdens kustība). No kosmosa uz biosfēru krīt saules gaisma ar enerģiju 2 cal. par 1 cm 2 1 minūtē. Šī ir tā sauktā saules konstante. Šī gaisma, kas iet cauri atmosfērai, ir novājināta un skaidrā pusdienlaikā līdz Zemes virsmai var sasniegt ne vairāk kā 67% tās enerģijas, t.i. 1,34 kal. uz cm 2 1 min. Izejot cauri mākoņu segai, ūdenim un veģetācijai, saules gaisma tiek vēl vairāk vājināta, un enerģijas sadalījums dažādās spektra daļās ievērojami mainās.
Saules gaismas un kosmiskā starojuma pavājināšanās pakāpe ir atkarīga no gaismas viļņa garuma (frekvences). Ultravioletais starojums, kura viļņa garums ir mazāks par 0,3 mikroniem, gandrīz neiziet cauri ozona slānim (apmēram 25 km augstumā). Šāds starojums ir bīstams dzīvam organismam, jo īpaši protoplazmai.
Dzīvajā dabā gaisma ir vienīgais enerģijas avots, visi augi, izņemot baktērijas, fotosintē, t.i. sintezēt organiskās vielas no neorganiskām vielām (t.i. no ūdens, minerālsāļiem un CO 2 - asimilācijas procesā izmantojot starojuma enerģiju). Visu organismu uzturs ir atkarīgs no sauszemes fotosintēzes organismiem, t.i. hlorofilu saturoši augi.
Gaisma kā vides faktors ir sadalīta ultravioletajā gaismā ar viļņa garumu 0,40 - 0,75 mikroni un infrasarkanajā viļņā, kura viļņa garums ir lielāks par šiem lielumiem.
Šo faktoru darbība ir atkarīga no organismu īpašībām. Katrs organisma veids ir pielāgots noteiktam gaismas viļņa garumam. Daži organismu veidi ir pielāgojušies ultravioletajam starojumam, bet citi ir pielāgojušies infrasarkanajam starojumam.
Daži organismi spēj atšķirt viļņu garumus. Viņiem ir īpašas gaismas uztveres sistēmas un krāsu redze, kam ir liela nozīme viņu dzīvē. Daudzi kukaiņi ir jutīgi pret īsviļņu starojumu, ko cilvēki nevar uztvert. Kodes labi uztver ultravioletos starus. Bites un putni precīzi nosaka savu atrašanās vietu un orientējas apkārtnē pat naktī.
Organismi arī spēcīgi reaģē uz gaismas intensitāti. Pamatojoties uz šīm īpašībām, augus iedala trīs ekoloģiskās grupās:
1. Gaismīļi, saulmīļi jeb heliofīti – kuri spēj normāli attīstīties tikai saules staru ietekmē.
2. Ēnu mīlošie augi jeb sciofīti ir zemāko mežu slāņu augi un dziļūdens augi, piemēram, maijpuķītes un citi.
Samazinoties gaismas intensitātei, palēninās arī fotosintēze. Visiem dzīviem organismiem ir sliekšņa jutība pret gaismas intensitāti, kā arī pret citiem vides faktoriem. Dažādiem organismiem ir atšķirīgs sliekšņa jutīgums pret vides faktoriem. Piemēram, intensīva gaisma kavē Drosophila mušu attīstību, pat izraisot to nāvi. Prusakiem un citiem kukaiņiem nepatīk gaisma. Vairumā fotosintēzes augu pie zemas gaismas intensitātes proteīnu sintēze tiek kavēta, bet dzīvniekiem – biosintēzes procesi.
3. Ēnu izturīgi vai fakultatīvi heliofīti. Augi, kas labi aug gan ēnā, gan gaismā. Dzīvniekiem šīs organismu īpašības sauc par gaismu mīlošām (fotofiliem), ēnu mīlošām (fotofobiem), eirifobām - stenofobiskām.
2. Temperatūra kā vides faktors
Temperatūra ir vissvarīgākais vides faktors. Temperatūrai ir milzīga ietekme uz daudziem organismu dzīves aspektiem, to izplatības ģeogrāfiju, vairošanos un citām organismu bioloģiskajām īpašībām, kas galvenokārt ir atkarīgas no temperatūras. Diapazons, t.i. Temperatūras robežas, kurās dzīvība var pastāvēt, svārstās no aptuveni -200°C līdz +100°C, un dažreiz ir konstatēts, ka baktērijas eksistē karstajos avotos 250°C temperatūrā. Patiesībā lielākā daļa organismu var izdzīvot vēl šaurākā temperatūras diapazonā.
Daži mikroorganismu veidi, galvenokārt baktērijas un aļģes, spēj dzīvot un vairoties karstajos avotos temperatūrā, kas ir tuvu viršanas temperatūrai. Augšējā temperatūras robeža karstavotu baktērijām ir aptuveni 90°C. Temperatūras mainīgums ir ļoti svarīgs no vides viedokļa.
Jebkura suga spēj dzīvot tikai noteiktā temperatūras diapazonā, tā sauktajā maksimālajā un minimālajā letālajā temperatūrā. Pārsniedzot šīs kritiskās temperatūras galējības, aukstumu vai karstumu, notiek organisma nāve. Kaut kur starp tām ir optimāla temperatūra, kurā ir aktīva visu organismu, dzīvās vielas kopumā, dzīvībai svarīgā darbība.
Pamatojoties uz organismu toleranci pret temperatūras apstākļiem, tos iedala eiritermiskajos un stenotermiskajos, t.i. spēj izturēt temperatūras svārstības plašās vai šaurās robežās. Piemēram, ķērpji un daudzas baktērijas var dzīvot dažādās temperatūrās, vai arī orhidejas un citi tropisko zonu siltumu mīlošie augi ir stenotermiski.
Daži dzīvnieki spēj uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru neatkarīgi no apkārtējās vides temperatūras. Šādus organismus sauc par homeotermiskiem. Citiem dzīvniekiem ķermeņa temperatūra mainās atkarībā no apkārtējās vides temperatūras. Tos sauc par poikilotermiskiem. Atkarībā no organismu pielāgošanās metodes temperatūras apstākļiem tos iedala divās ekoloģiskās grupās: kriofili - organismi, kas pielāgoti aukstumam un zemai temperatūrai; termofīli - vai siltumu mīloši.
3. Mitrums kā vides faktors
Sākotnēji visi organismi bija ūdens. Iekarojot zemi, viņi nezaudēja atkarību no ūdens. Visu dzīvo organismu neatņemama sastāvdaļa ir ūdens. Mitrums ir ūdens tvaiku daudzums gaisā. Bez mitruma vai ūdens nav dzīvības.
Mitrums ir parametrs, kas raksturo ūdens tvaiku saturu gaisā. Absolūtais mitrums ir ūdens tvaiku daudzums gaisā un ir atkarīgs no temperatūras un spiediena. Šo daudzumu sauc par relatīvo mitrumu (t.i., attiecība starp ūdens tvaiku daudzumu gaisā un piesātināto tvaiku daudzumu noteiktos temperatūras un spiediena apstākļos.)
Dabā valda ikdienas mitruma ritms. Mitrums svārstās vertikāli un horizontāli. Šim faktoram kopā ar gaismu un temperatūru ir liela nozīme organismu aktivitātes un to izplatības regulēšanā. Mitrums arī maina temperatūras ietekmi.
Svarīgs vides faktors ir žāvēšana gaisā. Īpaši sauszemes organismiem liela nozīme ir gaisa žūšanas efektam. Dzīvnieki pielāgojas, pārvietojoties uz aizsargājamām vietām un piekopjot aktīvu dzīvesveidu naktī.
Augi uzsūc ūdeni no augsnes un gandrīz viss (97-99%) iztvaiko caur lapām. Šo procesu sauc par transpirāciju. Iztvaikošana atdzesē lapas. Pateicoties iztvaikošanai, joni tiek transportēti caur augsni uz saknēm, joni tiek transportēti starp šūnām utt.
Noteikts mitruma daudzums sauszemes organismiem ir absolūti nepieciešams. Daudzām no tām normālai darbībai nepieciešams 100% relatīvais mitrums, un gluži pretēji, organisms normālā stāvoklī nevar ilgstoši dzīvot absolūti sausā gaisā, jo pastāvīgi zaudē ūdeni. Ūdens ir būtiska dzīvās vielas sastāvdaļa. Tāpēc ūdens zudums noteiktā daudzumā izraisa nāvi.
Augi sausā klimatā pielāgojas morfoloģiskām izmaiņām un veģetatīvo orgānu, īpaši lapu, samazināšanās rezultātā.
Pielāgojas arī sauszemes dzīvnieki. Daudzi no viņiem dzer ūdeni, citi absorbē to caur ķermeni šķidrā vai tvaiku veidā. Piemēram, lielākā daļa abinieku, daži kukaiņi un ērces. Lielākā daļa tuksneša dzīvnieku nekad nedzer savas vajadzības no ūdens, kas tiek piegādāts ar pārtiku. Citi dzīvnieki iegūst ūdeni tauku oksidēšanās procesā.
Ūdens ir absolūti nepieciešams dzīviem organismiem. Tāpēc organismi izplatās visā savā dzīvotnē atkarībā no savām vajadzībām: ūdens organismi pastāvīgi dzīvo ūdenī; hidrofīti var dzīvot tikai ļoti mitrā vidē.
No ekoloģiskās valences viedokļa hidrofīti un higrofīti pieder pie stenogīru grupas. Mitrums ļoti ietekmē organismu dzīvības funkcijas, piemēram, 70% relatīvais mitrums bija ļoti labvēlīgs migrējošo siseņu mātīšu nobriešanai un auglībai. Veiksmīgi pavairojot, daudzās valstīs tie rada milzīgu ekonomisku kaitējumu kultūraugiem.
Organismu izplatības ekoloģiskajam novērtējumam tiek izmantots klimata sausuma indikators. Sausums kalpo kā selektīvs faktors organismu ekoloģiskajai klasifikācijai.
Tādējādi atkarībā no vietējā klimata mitruma īpašībām organismu sugas tiek sadalītas ekoloģiskās grupās:
1. Hidatofīti ir ūdensaugi.
2. Hidrofīti ir sauszemes-ūdens augi.
3. Higrofīti - sauszemes augi, kas dzīvo augsta mitruma apstākļos.
4. Mezofīti ir augi, kas aug ar vidēju mitrumu
5. Kserofīti ir augi, kas aug ar nepietiekamu mitrumu. Tos savukārt iedala: sukulentos - sukulentos augos (kaktusos); sklerofīti ir augi ar šaurām un mazām lapām un sarullēti caurulēs. Tos iedala arī eiserofītos un stipakserofītos. Eikserofīti ir stepju augi. Stypakserophytes ir šaurlapu velēna zālāju grupa (spalvzāle, auzene, tonkonogo u.c.). Savukārt mezofītus iedala arī mezohigrofītos, mezokserofītos u.c.
Lai gan mitrums ir mazāks par temperatūru, tas tomēr ir viens no galvenajiem vides faktoriem. Lielāko daļu dzīvās dabas vēstures organisko pasauli pārstāvēja tikai ūdens organismi. Lielākās daļas dzīvo būtņu neatņemama sastāvdaļa ir ūdens, un gandrīz visām tām ir nepieciešama ūdens vide, lai vairotos vai sapludinātu gametas. Sauszemes dzīvnieki ir spiesti savos ķermeņos radīt mākslīgu ūdens vidi apaugļošanai, un tas noved pie tā, ka pēdējie kļūst iekšēji.
Mitrums ir ūdens tvaiku daudzums gaisā. To var izteikt gramos uz kubikmetru.
4. Edafiskie faktori
Edafiskie faktori ietver visu augsnes fizikālo un ķīmisko īpašību kopumu, kas var ietekmēt vidi uz dzīviem organismiem. Viņiem ir svarīga loma to organismu dzīvē, kas ir cieši saistīti ar augsni. Augi ir īpaši atkarīgi no edafiskajiem faktoriem.
Galvenās augsnes īpašības, kas ietekmē organismu dzīvi, ietver tās fizisko struktūru, t.i. slīpums, dziļums un granulometrija, pašas augsnes ķīmiskais sastāvs un tajā cirkulējošās vielas - gāzes (jānoskaidro tās aerācijas apstākļi), ūdens, organiskās un minerālvielas jonu veidā.
Augsnes galvenā īpašība, kas ir ļoti svarīga gan augiem, gan dzīvniekiem, kas atrodas dobumā, ir tās daļiņu lielums.
Sauszemes augsnes apstākļus nosaka klimatiskie faktori. Pat nenozīmīgā dziļumā augsnē valda pilnīga tumsa, un šī īpašība ir raksturīga to sugu dzīvotnes iezīme, kuras izvairās no gaismas. Iedziļinoties augsnē, temperatūras svārstības kļūst arvien mazāk nozīmīgas: ikdienas izmaiņas ātri izzūd, un, sākot no noteikta dziļuma, sezonālās atšķirības izlīdzinās. Ikdienas temperatūras atšķirības pazūd jau 50 cm dziļumā, ienirstot augsnē, skābekļa saturs tajā samazinās, un CO 2 palielinās. Ievērojamā dziļumā apstākļi tuvojas anaerobiem apstākļiem, kuros dzīvo dažas anaerobās baktērijas. Sliekas jau tagad dod priekšroku videi ar lielāku CO 2 saturu nekā atmosfērā.
Augsnes mitrums ir ārkārtīgi svarīga īpašība, īpaši augiem, kas aug uz tās. Tas ir atkarīgs no daudziem faktoriem: nokrišņu režīma, slāņa dziļuma, kā arī augsnes fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, kuru daļiņas atkarībā no to lieluma, organisko vielu satura utt. Sauso un mitro augsņu flora nav vienāda, un šajās augsnēs nevar audzēt vienas un tās pašas kultūras. Arī augsnes fauna ir ļoti jutīga pret augsnes mitrumu un, kā likums, nepanes pārāk lielu sausumu. Labi zināmi piemēri ir sliekas un termīti. Pēdējie dažreiz ir spiesti piegādāt ūdeni savām kolonijām, veidojot pazemes galerijas lielā dziļumā. Tomēr pārāk liels ūdens saturs augsnē nogalina kukaiņu kāpurus lielā skaitā.
Augu barošanai nepieciešamie minerāli ir atrodami augsnē ūdenī izšķīdinātu jonu veidā. Augsnē var atrast vismaz vairāk nekā 60 ķīmisko elementu pēdas. CO 2 un slāpeklis satur lielos daudzumos; citu, piemēram, niķeļa vai kobalta, saturs ir ārkārtīgi mazs. Daži joni ir indīgi augiem, citi, gluži pretēji, ir vitāli svarīgi. Ūdeņraža jonu koncentrācija augsnē - pH - vidēji ir tuvu neitrālai vērtībai. Šādu augšņu flora ir īpaši bagāta ar sugām. Kaļķainās un sāļās augsnēs sārmains pH ir aptuveni 8-9; sfagnu kūdras purvos skābais pH var pazemināties līdz 4.
Dažiem joniem ir liela vides nozīme. Tie var izraisīt daudzu sugu iznīcināšanu un, gluži pretēji, veicināt ļoti unikālu formu attīstību. Augsnes, kas atrodas uz kaļķakmens, ir ļoti bagātas ar Ca +2 joniem; uz tiem attīstās specifiska veģetācija, ko sauc par kalcefītu (kalnos ēdelveiss; daudzu veidu orhidejas). Pretstatā šai veģetācijai ir kalcifobiska veģetācija. Tajā ietilpst kastaņi, paparde un lielākā daļa viršu. Šādu veģetāciju dažreiz sauc par krama veģetāciju, jo ar kalciju nabadzīgās zemes satur attiecīgi vairāk silīcija. Faktiski šī veģetācija tieši nedod priekšroku silīcijam, bet vienkārši izvairās no kalcija. Dažiem dzīvniekiem ir organiska nepieciešamība pēc kalcija. Ir zināms, ka vistas pārstāj dēt olas cietos čaumalās, ja vistu kūts atrodas vietā, kur augsnē ir maz kalcija. Kaļķakmens zonu bagātīgi apdzīvo lobīti gliemeži (gliemeži), kas sugu ziņā šeit ir plaši pārstāvēti, taču uz granīta masīviem tie gandrīz pilnībā izzūd.
Ar 0 3 joniem bagātās augsnēs veidojas arī specifiska flora, ko sauc par nitrofīlu. Uz tiem bieži atrodamās slāpekli saturošās organiskās atliekas baktērijas sadala vispirms amonija sāļos, tad nitrātos un, visbeidzot, nitrātos. Šāda veida augi veido, piemēram, blīvus biezokņus kalnos pie liellopu ganībām.
Augsnē ir arī organiskās vielas, kas rodas, sadaloties mirušiem augiem un dzīvniekiem. Šo vielu saturs samazinās, palielinoties dziļumam. Piemēram, mežā nozīmīgs to piegādes avots ir kritušo lapu pakaiši, un lapu koku pakaiši šajā ziņā ir bagātāki nekā skuju koki. Tas barojas ar iznīcinātājiem – saprofītaugiem un saprofāgu dzīvniekiem. Saprofītus pārstāv galvenokārt baktērijas un sēnītes, bet starp tām var atrast arī augstākos augus, kas zaudējuši hlorofilu kā sekundāru adaptāciju. Tādas ir, piemēram, orhidejas.
5. Dažādas dzīves vides
Saskaņā ar vairākuma autoru, kas pēta dzīvības izcelsmi uz Zemes, evolucionāri primārā dzīvības vide bija ūdens vide. Mēs atrodam diezgan daudz netiešu apstiprinājumu šai nostājai. Pirmkārt, lielākā daļa organismu nav spējīgi aktīvi dzīvot bez ūdens iekļūšanas organismā vai, vismaz, neuzturot noteiktu šķidruma saturu organismā.
Iespējams, ka galvenā ūdens vides atšķirīgā iezīme ir tās relatīvais konservatīvisms. Piemēram, sezonālo vai diennakts temperatūras svārstību amplitūda ūdens vidē ir daudz mazāka nekā sauszemes-gaisa vidē. Grunts topogrāfija, apstākļu atšķirības dažādos dziļumos, koraļļu rifu klātbūtne utt. radīt dažādus apstākļus ūdens vidē.
Ūdens vides īpašības izriet no ūdens fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Tādējādi ūdens augstajam blīvumam un viskozitātei ir liela vides nozīme. Ūdens īpatnējais svars ir salīdzināms ar dzīvo organismu ķermeņa svaru. Ūdens blīvums ir aptuveni 1000 reižu lielāks nekā gaisa blīvums. Tāpēc ūdens organismi (īpaši aktīvi kustīgie) saskaras ar lielu hidrodinamiskās pretestības spēku. Šī iemesla dēļ daudzu ūdensdzīvnieku grupu evolūcija virzījās uz ķermeņa formu un kustību veidu veidošanos, kas samazina pretestību, kā rezultātā samazinās peldēšanas enerģijas izmaksas. Tādējādi racionalizēta ķermeņa forma ir sastopama dažādu ūdenī dzīvojošo organismu grupu pārstāvjiem - delfīniem (zīdītājiem), kaulainām un skrimšļzivīm.
Lielais ūdens blīvums ir arī iemesls tam, ka mehāniskās vibrācijas labi izplatās ūdens vidē. Tas bija svarīgi maņu orgānu evolūcijā, telpiskajā orientācijā un saziņā starp ūdens iemītniekiem. Četras reizes lielāks nekā gaisā, skaņas ātrums ūdens vidē nosaka augstāku eholokācijas signālu frekvenci.
Lielā ūdens vides blīvuma dēļ tās iedzīvotājiem ir liegta sauszemes formām raksturīgā obligātā saikne ar substrātu, kas saistīta ar gravitācijas spēkiem. Līdz ar to ir vesela grupa ūdens organismu (gan augi, gan dzīvnieki), kas pastāv bez obligātas saiknes ar dibenu vai citu substrātu, “peld” ūdens stabā.
Zeme-gaisa vidi raksturo ļoti daudzveidīgi dzīves apstākļi, ekoloģiskās nišas un tajās apdzīvojošie organismi.
Galvenās sauszemes-gaisa vides iezīmes ir vides faktoru izmaiņu lielā amplitūda, vides neviendabīgums, gravitācijas spēku darbība un zems gaisa blīvums. Fizikāli ģeogrāfisko un klimatisko faktoru komplekss, kas raksturīgs noteiktai dabas zonai, noved pie organismu morfofizioloģiskās adaptācijas evolucionārai attīstībai dzīvībai šajos apstākļos, dzīvības formu daudzveidībai.
Atmosfēras gaisam raksturīgs zems un mainīgs mitrums. Šis apstāklis lielā mērā ierobežoja (ierobežoja) iespējas apgūt zemes-gaisa vidi, kā arī virzīja ūdens-sāļu metabolisma un elpošanas orgānu struktūras attīstību.
Augsne ir dzīvo organismu darbības rezultāts.
Svarīga augsnes iezīme ir arī noteikta daudzuma organisko vielu klātbūtne. Tas veidojas organismu nāves rezultātā un ir daļa no to ekskrementiem (sekrētiem).
Augsnes biotopa apstākļi nosaka tādas augsnes īpašības kā tās aerācija (tas ir, piesātinājums ar gaisu), mitrums (mitruma klātbūtne), siltumietilpība un termiskais režīms (dienas, sezonālās, gada temperatūras svārstības). Termiskais režīms, salīdzinot ar zemes-gaisa vidi, ir konservatīvāks, īpaši lielā dziļumā. Kopumā augsnei ir diezgan stabili dzīves apstākļi.
Vertikālās atšķirības raksturīgas arī citām augsnes īpašībām, piemēram, gaismas iekļūšana dabiski ir atkarīga no dziļuma.
Augsnes organismiem ir raksturīgi specifiski orgāni un kustības veidi (zīdītājiem locekļu ierakšana; spēja mainīt ķermeņa biezumu; dažām sugām ir specializētas galvas kapsulas); ķermeņa forma (apaļa, vulkāniska, tārpveida); izturīgi un elastīgi vāki; acu samazināšanās un pigmentu izzušana. Starp augsnes iemītniekiem ir plaši attīstīta saprofagija - ēdot citu dzīvnieku līķus, trūdošās atliekas utt.
Secinājums
Viena no vides faktoriem novirzīšanās ārpus minimālās (sliekšņa) vai maksimālās (ekstremālās) vērtības (sugai raksturīgā tolerances zona) apdraud organisma nāvi pat ar optimālu citu faktoru kombināciju. Piemēri: skābekļa atmosfēras parādīšanās, ledus laikmets, sausums, spiediena izmaiņas, kad ūdenslīdēji ceļas augšā utt.
Katrs vides faktors atšķirīgi ietekmē dažāda veida organismus: dažiem optimālais var būt pessimums citiem.
Organismi uz Zemes virsmas ir pakļauti enerģijas plūsmai, galvenokārt saules enerģijai, kā arī garo viļņu termiskajam starojumam no kosmiskajiem ķermeņiem. Abi šie faktori nosaka vides klimatiskos apstākļus (temperatūra, ūdens iztvaikošanas ātrums, gaisa un ūdens kustība).
Temperatūra ir vissvarīgākais vides faktors. Temperatūrai ir milzīga ietekme uz daudziem organismu dzīves aspektiem, to izplatības ģeogrāfiju, vairošanos un citām organismu bioloģiskajām īpašībām, kas galvenokārt ir atkarīgas no temperatūras.
Svarīgs vides faktors ir žāvēšana gaisā. Īpaši sauszemes organismiem liela nozīme ir gaisa žūšanas efektam.
Lai gan mitrums ir mazāks par temperatūru, tas tomēr ir viens no galvenajiem vides faktoriem. Lielāko daļu dzīvās dabas vēstures organisko pasauli pārstāvēja tikai ūdens organismi.
Edafiskie faktori ietver visu augsnes fizikālo un ķīmisko īpašību kopumu, kas var ietekmēt vidi uz dzīviem organismiem. Viņiem ir svarīga loma to organismu dzīvē, kas ir cieši saistīti ar augsni. Augi ir īpaši atkarīgi no edafiskajiem faktoriem.
Izmantotās literatūras saraksts
1. Dedyu I.I. Ekoloģiskā enciklopēdiskā vārdnīca. - Kišiņeva: ITU izdevniecība, 1990. - 406 lpp.
2. Novikovs G.A. Vispārējās ekoloģijas un dabas aizsardzības pamati. - L.: Izdevniecība Leningr. Universitāte, 1979. - 352 lpp.
3. Radkevičs V.A. Ekoloģija. - Minska: Augstskola, 1983. - 320 lpp.
4. Reimers N.F. Ekoloģija: teorija, likumi, noteikumi, principi un hipotēzes. -M.: Jaunā Krievija, 1994. - 367 lpp.
5. Riklefs R. Vispārējās ekoloģijas pamati. - M.: Mir, 1979. - 424 lpp.
6. Stepanovskikh A.S. Ekoloģija. - Kurgan: GIPP "Zauralye", 1997. - 616 lpp.
7. Khristoforova N.K. Ekoloģijas pamati. - Vladivostoka: Dalnauka, 1999. -517 lpp.
Raksti par tēmu
