Exemples pour chaque groupe de facteurs environnementaux. Facteurs environnementaux, leur influence sur les organismes

Facteurs environnementaux

L’interaction entre l’homme et son environnement a toujours fait l’objet d’études en médecine. Pour évaluer les effets de diverses conditions environnementales, le terme « facteur écologique » a été proposé, largement utilisé en médecine environnementale.

Facteur (du latin facteur - faire, produire) - la raison, force motrice tout processus ou phénomène qui détermine son caractère ou certaines caractéristiques.

Un facteur environnemental est tout impact environnemental pouvant avoir un effet direct ou indirect sur les organismes vivants. Un facteur environnemental est une condition environnementale à laquelle un organisme vivant réagit par des réactions adaptatives.

Les facteurs environnementaux déterminent les conditions de vie des organismes. Les conditions d'existence des organismes et des populations peuvent être considérées comme des facteurs environnementaux régulateurs.

Tous les facteurs environnementaux (par exemple, la lumière, la température, l'humidité, la présence de sels, l'apport de nutriments, etc.) ne sont pas également importants pour la survie réussie de l'organisme. La relation d'un organisme avec son environnement est un processus complexe dans lequel les maillons les plus faibles, les plus « vulnérables », peuvent être identifiés. Les facteurs critiques ou limitants pour la vie d'un organisme présentent le plus grand intérêt, principalement d'un point de vue pratique.

L'idée selon laquelle l'endurance du corps est déterminée par son maillon le plus faible

tous ses besoins, a été exprimé pour la première fois par K. Liebig en 1840. Il a formulé un principe connu sous le nom de loi du minimum de Liebig : « La substance trouvée dans le minimum contrôle la récolte et détermine la taille et la stabilité de cette dernière dans le temps. »

La formulation moderne de la loi de J. Liebig est la suivante : « Les capacités vitales d'un écosystème sont limitées par les facteurs environnementaux environnementaux dont la quantité et la qualité sont proches du minimum requis par l'écosystème ; leur réduction entraîne la mort de l’organisme ou la destruction de l’écosystème.

Le principe, formulé à l'origine par K. Liebig, est aujourd'hui étendu à tous les facteurs environnementaux, mais il est complété par deux restrictions :

S'applique uniquement aux systèmes à l'état stationnaire ;

Désigne non seulement un facteur, mais également un ensemble de facteurs de nature différente et interagissant dans leur influence sur les organismes et les populations.

Selon les idées dominantes, un facteur limitant est considéré comme celui dans lequel un changement relatif minimum de ce facteur est requis pour obtenir un changement relatif donné (suffisamment faible) dans la réponse.

Parallèlement à l'influence d'une carence, un « minimum » de facteurs environnementaux, l'influence d'un excès, c'est-à-dire un maximum de facteurs tels que la chaleur, la lumière, l'humidité, peuvent également être négatives. L'idée de l'influence limitante du maximum, à côté du minimum, a été introduite par V. Shelford en 1913, qui a formulé ce principe comme la « loi de tolérance » : Le facteur limitant de la prospérité d'un organisme (espèce) peut être à la fois le minimum et le maximum d'impact environnemental, dont la plage détermine le degré d'endurance (tolérance) du corps par rapport à ce facteur.

La loi de tolérance, formulée par V. Shelford, a été complétée par un certain nombre de dispositions :

Les organismes peuvent avoir une large plage de tolérance pour un facteur et une plage étroite pour un autre ;

Les organismes ayant une large plage de tolérance sont les plus répandus ;

La plage de tolérance pour un facteur environnemental peut dépendre d’autres facteurs environnementaux ;

Si les conditions pour un facteur environnemental ne sont pas optimales pour une espèce, cela affecte également la plage de tolérance pour d’autres facteurs environnementaux ;

Les limites de tolérance dépendent largement de l’état du corps ; Ainsi, les limites de tolérance des organismes pendant la saison de reproduction ou pendant stade précoce le stade de développement est généralement plus étroit que celui des adultes ;

La plage entre le minimum et le maximum des facteurs environnementaux est généralement appelée limite ou plage de tolérance. Pour désigner les limites de tolérance aux conditions environnementales, on utilise les termes « eurybionte » - un organisme avec une large limite de tolérance - et « sténobionte » - avec une limite étroite.

Au niveau des communautés et même des espèces, on connaît le phénomène de compensation factorielle, compris comme la capacité de s'adapter (s'adapter) aux conditions environnementales de manière à affaiblir l'influence limitante de la température, de la lumière, de l'eau et d'autres facteurs physiques. facteurs. Les espèces à large répartition géographique forment presque toujours des populations adaptées aux conditions locales - les écotypes. Par rapport aux personnes, il existe le terme de portrait écologique.

On sait que tous les facteurs environnementaux naturels n’ont pas la même importance pour la vie humaine. Ainsi, les plus importants sont considérés comme l'intensité du rayonnement solaire, la température et l'humidité de l'air, la concentration d'oxygène et de dioxyde de carbone dans la couche d'air souterraine et la composition chimique du sol et de l'eau. Le facteur environnemental le plus important est la nourriture. Pour maintenir la vie, pour la croissance et le développement, la reproduction et la préservation de la population humaine, il faut de l'énergie, qui est obtenue de l'environnement sous forme de nourriture.

Il existe plusieurs approches pour classer les facteurs environnementaux.

Par rapport au corps, les facteurs environnementaux sont divisés en : externes (exogènes) et internes (endogènes). On pense que facteurs externes, agissant comme un organisme, ils ne sont eux-mêmes pas soumis ou presque pas soumis à son influence. Ceux-ci incluent des facteurs environnementaux.

Les facteurs environnementaux externes liés à l'écosystème et aux organismes vivants sont des impacts. La réaction d'un écosystème, d'une biocénose, de populations et d'organismes individuels à ces impacts est appelée réponse. La nature de la réponse à l’influence détermine la capacité du corps à s’adapter aux conditions environnementales, à s’adapter et à acquérir une résistance à l’influence de divers facteurs environnementaux, y compris les effets indésirables.

Il existe également un facteur mortel (du latin - letalis - mortel). Il s'agit d'un facteur environnemental dont l'action entraîne la mort des organismes vivants.

Lorsque certaines concentrations sont atteintes, de nombreux polluants chimiques et physiques peuvent être mortels.

Les facteurs internes sont en corrélation avec les propriétés de l'organisme lui-même et le forment, c'est-à-dire entrent dans sa composition. Les facteurs internes sont la taille et la biomasse des populations, la quantité de divers produits chimiques, les caractéristiques de l'eau ou de la masse du sol, etc.

Selon le critère de « vie », les facteurs environnementaux sont divisés en biotiques et abiotiques.

Ces derniers comprennent les composants non vivants de l'écosystème et de son environnement externe.

Les facteurs environnementaux abiotiques sont des composants et des phénomènes de nature inanimée et inorganique qui affectent directement ou indirectement les organismes vivants : facteurs climatiques, pédologiques et hydrographiques. Les principaux facteurs environnementaux abiotiques sont la température, la lumière, l'eau, la salinité, l'oxygène, les caractéristiques électromagnétiques et le sol.

Les facteurs abiotiques sont divisés en :

Physique

Chimique

Les facteurs biotiques (du grec biotikos - vie) sont des facteurs du milieu de vie qui affectent la vie des organismes.

Les facteurs biotiques sont divisés en :

phytogénique ;

Microbiogène ;

Zoogénique :

Anthropique (socio-culturel).

L'action des facteurs biotiques s'exprime sous la forme d'une influence mutuelle de certains organismes sur l'activité vitale d'autres organismes et de l'ensemble sur l'habitat. Il existe : des relations directes et indirectes entre les organismes.

Au cours des dernières décennies, le terme facteurs anthropiques a été de plus en plus utilisé, c'est-à-dire provoquée par l'homme. Les facteurs anthropiques s'opposent aux facteurs naturels ou naturels.

Un facteur anthropique est un ensemble de facteurs environnementaux et d’impacts provoqués par l’activité humaine sur les écosystèmes et la biosphère dans son ensemble. Un facteur anthropique est l'impact direct de l'homme sur les organismes ou l'impact sur les organismes du fait des modifications humaines dans leur habitat.

Les facteurs environnementaux sont également divisés en :

1. Physique

Naturel

Anthropique

2. Chimique

Naturel

Anthropique

3. Biologique

Naturel

Anthropique

4. Social (socio-psychologique)

5. Informatif.

Les facteurs écologiques sont également divisés en facteurs climatiques-géographiques, biogéographiques, biologiques, ainsi que sol, eau, atmosphérique, etc.

Facteurs physiques.

Les facteurs physiques naturels comprennent :

Climatique, y compris le microclimat local ;

Activité géomagnétique ;

Rayonnement de fond naturel ;

Rayonnement cosmique ;

Terrain;

Les facteurs physiques sont divisés en :

Mécanique;

Vibration;

Acoustique;

Rayonnement EM.

Facteurs physiques anthropiques :

Microclimat des habitations et des locaux ;

Pollution de l'environnement par rayonnement électromagnétique (ionisant et non ionisant) ;

Pollution sonore;

Pollution thermique de l'environnement ;

Déformation de l'environnement visible (changements de terrain et gamme de couleurs dans les zones peuplées).

Facteurs chimiques.

Les facteurs chimiques naturels comprennent :

Composition chimique de la lithosphère :

Composition chimique de l'hydrosphère ;

Chimique composition atmosphérique,

Composition chimique des aliments.

La composition chimique de la lithosphère, de l'atmosphère et de l'hydrosphère dépend de la composition naturelle + libération de produits chimiques résultant de processus géologiques (par exemple, impuretés de sulfure d'hydrogène résultant de l'éruption d'un volcan) et de l'activité vitale des organismes vivants ( par exemple, impuretés dans l'air, phytoncides, terpènes).

Facteurs chimiques anthropiques :

Déchets ménagers,

Déchets industriels,

Matériaux synthétiques, utilisé dans la vie quotidienne, l'agriculture et la production industrielle,

Produits de l'industrie pharmaceutique,

Additifs alimentaires.

L'effet des facteurs chimiques sur le corps humain peut être dû à :

Excès ou carence en éléments chimiques naturels dans

environnement (microélémentoses naturelles) ;

Teneur excessive en éléments chimiques naturels dans l'environnement

environnement lié aux activités humaines (pollution anthropique),

La présence dans l'environnement d'éléments chimiques inhabituels pour lui

(xénobiotiques) dus à la pollution anthropique.

Facteurs biologiques

Les facteurs environnementaux biologiques ou biotiques (du grec biotikos - vie) sont des facteurs du milieu de vie qui affectent l'activité vitale des organismes. L'action des facteurs biotiques s'exprime sous la forme de l'influence mutuelle de certains organismes sur l'activité vitale d'autres, ainsi que de leur influence conjointe sur l'habitat.

Facteurs biologiques :

Bactéries ;

Plantes;

Protozoaires ;

Insectes;

Invertébrés (y compris les helminthes) ;

Vertébrés.

Environnement social

La santé humaine n'est pas entièrement déterminée par les propriétés biologiques et psychologiques acquises au cours de l'ontogenèse. L'homme est un être social. Il vit dans une société régie par les lois de l'État, d'une part, et, d'autre part, par les lois dites généralement acceptées, les directives morales, les règles de comportement, y compris celles impliquant diverses restrictions, etc.

La société devient chaque année de plus en plus complexe et a un impact croissant sur la santé des individus, de la population et de la société. Afin de bénéficier des avantages d'une société civilisée, une personne doit vivre dans la stricte dépendance du mode de vie accepté dans la société. Pour ces prestations, souvent très douteuses, l'individu paie avec une partie de sa liberté, voire la totalité de sa liberté. Mais une personne qui n’est pas libre et dépendante ne peut pas être en parfaite santé et heureuse. Une partie de la liberté humaine, donnée à une société techno-critique en échange des avantages de la vie civilisée, le maintient constamment dans un état de tension neuropsychique. Un stress neuropsychique constant et un surmenage entraînent une diminution de la stabilité mentale en raison d'une diminution des capacités de réserve du système nerveux. De plus, il existe de nombreux facteurs sociaux, ce qui peut entraîner une perturbation des capacités d’adaptation d’une personne et le développement de diverses maladies. Ceux-ci incluent le désordre social, l’incertitude quant à l’avenir et l’oppression morale, qui sont considérés comme les principaux facteurs de risque.

Facteurs sociaux

Les facteurs sociaux sont divisés en :

1. système social ;

2. secteur de production (industrie, agriculture) ;

3. sphère domestique ;

4. éducation et culture ;

5. population ;

6. Zoo et médecine ;

7. autres sphères.

Il existe également le groupe de facteurs sociaux suivant :

1. Une politique sociale qui façonne le sociotype ;

2. La sécurité sociale, qui a un impact direct sur la formation de la santé ;

3. Politique environnementale qui façonne l'écotype.

Le sociotype est une caractéristique indirecte de la charge sociale intégrale basée sur l'ensemble des facteurs de l'environnement social.

Le sociotype comprend :

2. les conditions de travail, les loisirs et la vie.

Tout facteur environnemental par rapport à une personne peut être : a) favorable - contribuant à sa santé, son développement et son épanouissement ; b) défavorable, conduisant à sa maladie et à sa dégradation, c) exerçant une influence des deux sortes. Il est également évident qu’en réalité la plupart des influences appartiennent à ce dernier type, ayant des côtés à la fois positifs et négatifs.

En écologie, il existe une loi de l’optimum selon laquelle tout environnement

le facteur a certaines limites d'influence positive sur les organismes vivants. Le facteur optimal est l’intensité du facteur environnemental le plus favorable à l’organisme.

Les impacts peuvent également varier en ampleur : certains affectent l'ensemble de la population du pays dans son ensemble, d'autres - les résidents d'une région particulière, d'autres - des groupes identifiés par des caractéristiques démographiques, et d'autres encore - un citoyen individuel.

L'interaction de facteurs est l'impact total simultané ou séquentiel sur les organismes de divers facteurs naturels et anthropiques, conduisant à un affaiblissement, un renforcement ou une modification de l'action d'un facteur individuel.

La synergie est l'effet combiné de deux ou plusieurs facteurs, caractérisé par le fait que leur effet biologique combiné dépasse largement l'effet de chaque composant et leur somme.

Il convient de comprendre et de se rappeler que les principaux dommages à la santé ne sont pas causés par des facteurs environnementaux individuels, mais par la charge environnementale totale intégrée sur le corps. Il se compose d’une charge environnementale et d’une charge sociale.

La charge environnementale est un ensemble de facteurs et de conditions de l'environnement naturel et artificiel défavorables à la santé humaine. L'écotype est une caractéristique indirecte de la charge environnementale intégrale basée sur une combinaison de facteurs environnementaux naturels et anthropiques.

Les évaluations d'écotype nécessitent des données hygiéniques sur :

Qualité du logement,

Boire de l'eau,

Air,

Sols, nourriture,

Médicaments, etc

Le fardeau social est un ensemble de facteurs et de conditions de vie sociale défavorables à la santé humaine.

Facteurs environnementaux qui façonnent la santé publique

1. Caractéristiques climatiques et géographiques.

2. Caractéristiques socio-économiques du lieu de résidence (ville, village).

3. Caractéristiques sanitaires et hygiéniques du milieu (air, eau, sol).

4. Particularités de la nutrition de la population.

5. Caractéristiques activité de travail:

Profession,

Conditions de travail sanitaires et hygiéniques,

La présence de risques professionnels,

Microclimat psychologique dans le service,

6. Facteurs familiaux et familiaux :

Composition familiale,

La nature du logement

Revenu moyen par membre de la famille,

Organisation de la vie familiale.

Répartition du temps chômé,

Climat psychologique dans la famille.

Indicateurs caractérisant l'attitude envers l'état de santé et déterminant l'activité pour le maintenir :

1. Évaluation subjective de sa propre santé (saine, malade).

2. Déterminer la place de la santé personnelle et de la santé des membres de la famille dans le système de valeurs individuelles (hiérarchie des valeurs).

3. Conscience des facteurs contribuant à la préservation et au renforcement de la santé.

4. La présence de mauvaises habitudes et de dépendances.

FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX

Facteurs environnementaux - ce sont certaines conditions et éléments de l'environnement qui ont un effet spécifique sur un organisme vivant. Le corps réagit aux facteurs environnementaux par des réactions adaptatives. Les facteurs environnementaux déterminent les conditions de vie des organismes.

Classification des facteurs environnementaux (par origine)

• 1. Les facteurs abiotiques sont une combinaison de facteurs nature inanimée, affectant la vie et la répartition des organismes vivants. Parmi eux figurent :
• 1.1. Facteurs physiques- les facteurs dont la source est une condition ou un phénomène physique (par exemple, température, pression, humidité, mouvement de l'air, etc.).
• 1.2. Facteurs chimiques- les facteurs déterminés composition chimique l'environnement (salinité de l'eau, teneur en oxygène de l'air, etc.).
• 1.3. Facteurs édaphiques(sol) - un ensemble de produits chimiques, physiques, propriétés mécaniques sols et roches qui affectent à la fois les organismes pour lesquels ils sont des habitats et les système racinaire plantes (humidité, structure du sol, teneur en nutriments, etc.).
• 2. Facteurs biotiques - un ensemble d'influences de l'activité vitale de certains organismes sur l'activité vitale d'autres, ainsi que sur la composante inanimée de l'environnement.
• 2.1. Interactions intraspécifiques caractériser les relations entre les organismes au niveau de la population. Ils reposent sur une compétition intraspécifique.
• 2.2. Interactions interspécifiques caractériser les relations entre différentes espèces, qui peuvent être favorables, défavorables et neutres. En conséquence, nous désignons la nature de l'impact +, - ou 0. Les types suivants de combinaisons de relations interspécifiques sont alors possibles :
• 00 neutralisme- les deux types sont indépendants et n'ont aucun effet l'un sur l'autre ; Rarement trouvé dans la nature (écureuil et wapiti, papillon et moustique) ;

+0 commensalisme- une espèce en profite, tandis que l'autre n'en tire aucun bénéfice, ni aucun préjudice non plus ; (les grands mammifères (chiens, cerfs) servent de porteurs de fruits et de graines de plantes (bardane), ne recevant ni préjudice ni bénéfice) ;

-0 amensalisme- une espèce subit une inhibition de la croissance et de la reproduction de la part d'une autre ; (les herbes qui aiment la lumière et qui poussent sous l'épicéa souffrent de l'ombrage, mais l'arbre lui-même s'en fiche);

++ symbiose- des relations mutuellement bénéfiques :

• ? mutualisme- les espèces ne peuvent exister les unes sans les autres ; les figues et les abeilles qui les pollinisent ; lichen;
• ? protocole de coopération- la coexistence est bénéfique aux deux espèces, mais n'est pas une condition préalable à la survie ; pollinisation de diverses plantes de prairie par les abeilles ;
• - - concours- chaque type a un effet néfaste sur l'autre ; (les plantes entrent en compétition pour la lumière et l’humidité, c’est-à-dire lorsqu’elles utilisent les mêmes ressources, surtout si celles-ci sont insuffisantes) ;

Prédation – une espèce prédatrice se nourrit de ses proies ;

• 2.3. Impact sur la nature inanimée(microclimat). Par exemple, dans une forêt, sous l'influence de la couverture végétale, un microclimat ou microenvironnement spécial est créé, où, par rapport à un habitat ouvert, son propre régime de température et d'humidité est créé : en hiver, il fait plusieurs degrés de plus, en été il fait plus frais et plus humide. Un microenvironnement particulier se crée également dans la cime des arbres, dans les terriers, dans les grottes, etc.
• 3. Facteurs anthropiques - les facteurs générés par l'activité humaine et affectant l'environnement environnement naturel: impact humain direct sur les organismes ou impact sur les organismes par modification humaine de leur habitat (pollution de l'environnement, érosion des sols, destruction des forêts, désertification, réduction de la diversité biologique, changement climatique, etc.). On distingue les groupes de facteurs anthropiques suivants :
• 1. changement dans la structure de la surface terrestre ;
• 2. changements dans la composition de la biosphère, le cycle et l'équilibre des substances qui y sont contenues ;
• 3. changement d'énergie et bilan thermique zones et régions individuelles;
• 4. modifications apportées au biote.

Il existe une autre classification des facteurs environnementaux. La plupart des facteurs changent qualitativement et quantitativement au fil du temps. Par exemple, les facteurs climatiques (température, éclairage, etc.) changent au cours de la journée, de la saison et de l'année. Les facteurs dont les changements se répètent régulièrement dans le temps sont appelés périodique . Ceux-ci incluent non seulement des facteurs climatiques, mais aussi certains hydrographiques - flux et reflux, certains courants océaniques. Les facteurs survenant de manière inattendue (éruption volcanique, attaque de prédateurs, etc.) sont appelés non périodique .

Le terme « écologie » a été introduit dans la science par le scientifique allemand Ernst Haeckel en 1869. Une définition formelle est assez facile à donner, puisque le mot « écologie » vient des mots grecs « oikos » - habitation, abri et « logos » - science. Ainsi, l’écologie est souvent définie comme la science des relations entre les organismes ou groupes d’organismes (populations, espèces) avec leur environnement. En d'autres termes, le sujet de l'écologie est un ensemble de connexions entre les organismes et les conditions de leur existence (environnement), dont dépend le succès de leur survie, de leur développement, de leur reproduction, de leur distribution et de leur compétitivité.

En botanique, le terme « écologie » a été utilisé pour la première fois par le botaniste danois E. Warming en 1895.

DANS dans un sens large Le milieu (ou environnement) est compris comme un ensemble de corps matériels, de phénomènes et d'énergies, d'ondes et de champs qui, d'une manière ou d'une autre, influencent. Cependant environnements différents sont loin d’être perçus de la même manière par un organisme vivant, puisque leur sens à la vie est différent. Parmi eux, les plantes sont pratiquement indifférentes, par exemple les gaz inertes contenus dans l'atmosphère. D’autres éléments de l’environnement ont au contraire un effet notable, souvent significatif, sur la plante. On les appelle facteurs environnementaux. Il s'agit par exemple de la lumière, de l'eau de l'atmosphère et du sol, de l'air, de la salinité. eaux souterraines, radioactivité naturelle et artificielle, etc.). Avec l'approfondissement de nos connaissances, la liste des facteurs environnementaux s'allonge, puisque dans certains cas, on découvre que les plantes sont capables de réagir à des éléments de l'environnement qui étaient auparavant considérés comme indifférents (par exemple, champ magnétique, forte exposition au bruit, courant électrique). champs, etc).

Classification des facteurs environnementaux

Les facteurs environnementaux peuvent être classés dans différents systèmes de coordonnées conceptuels.

Il existe, par exemple, des facteurs environnementaux liés aux ressources et non liés aux ressources. Les facteurs ressources sont une substance et (ou) impliquée dans le cycle biologique par la communauté végétale (par exemple, la lumière, l'eau, la teneur en éléments nutritifs minéraux du sol, etc.) ; En conséquence, les facteurs hors ressources ne participent pas aux cycles de transformation de la matière, de l'énergie et des écosystèmes (par exemple, le relief).

Il existe également des facteurs environnementaux directs et indirects. Les premiers affectent directement le métabolisme, les processus de morphogenèse, la croissance et le développement (lumière), les seconds affectent le corps par le biais de modifications d'autres facteurs (par exemple, les formes d'interactions transabiotiques et transbiotiques). Étant donné que dans différentes situations environnementales, de nombreux facteurs peuvent agir à la fois directement et indirectement, il est préférable de ne pas parler de séparation des facteurs, mais de leur effet direct ou indirect sur la plante.

La classification la plus utilisée des facteurs environnementaux selon leur origine et la nature de leur action est la suivante :

I. Facteurs abiotiques :

a) climatique - lumière, chaleur (sa composition et son mouvement), humidité (y compris les précipitations dans différentes formes, humidité de l'air), etc.;

b) propriétés édaphiques (ou sol-sol) - physiques (composition granulométrique, perméabilité à l'eau) et chimiques (pH du sol, teneur en éléments nutritifs minéraux, macro et microéléments, etc.) des sols ;

c) topographique (ou orographique) - conditions de relief.

II. Facteurs biotiques :

a) phytogénique - effets directs et indirects des plantes cohabitantes ;

b) zoogène - influence directe et indirecte des animaux (manger, piétiner, creuser, pollinisation, distribution de fruits et de graines) ;

c) facteurs procaryotogènes - l'influence des bactéries et des algues bleu-vert (effets négatifs des bactéries phytopathogènes, effets positifs des bactéries fixatrices d'azote libres et associées symbiotiquement, des actinomycètes et des cyanures) ;

Vous pouvez en savoir plus sur les facteurs biotiques dans l'article

Des formes spécifiques d'impact humain sur la végétation, leur direction et leur ampleur permettent d'identifier des facteurs anthropiques.

III. Facteurs anthropiques associés aux formes multilatérales d'activité agricole humaine (pâturage, fenaison), aux activités industrielles (émissions de gaz, construction, exploitation minière, transports, communications et pipelines), à l'exploration spatiale et aux activités récréatives.

Cette simple classification ne couvre pas tout, mais seulement les principaux facteurs environnementaux. Il existe d’autres plantes moins essentielles à la vie (électricité atmosphérique, champ magnétique terrestre, rayonnements ionisants…).

Notons cependant que la division ci-dessus est dans une certaine mesure arbitraire, puisque (et il est important de le souligner tant théoriquement que pratiquement) l'environnement affecte l'organisme dans son ensemble, et la séparation des facteurs et leur classification n'est rien d'autre. qu'une technique méthodologique, facilitant la connaissance et l'étude des schémas de relations entre les plantes et l'environnement.

Modèles généraux d'influence des facteurs environnementaux

L'influence des facteurs environnementaux sur un organisme vivant est très diversifiée. Certains facteurs - principaux - ont un impact plus fort, d'autres - secondaires - ont un effet plus faible ; Certains facteurs influencent tous les aspects de la vie d’une plante, d’autres influencent n’importe quel processus vital spécifique. Cependant, on peut imaginer régime général dépendance de la réaction du corps sous l'influence de facteurs environnementaux.

Si l'intensité du facteur dans son expression physique est portée le long de l'axe des abscisses (X) ( , concentration de sels dans la solution du sol, pH, éclairement de l'habitat, etc.), et le long de l'axe des ordonnées (Y) - le réaction de l'organisme ou de la population à ce facteur dans son expression quantitative (intensité d'un processus physiologique particulier - photosynthèse, absorption d'eau par les racines, croissance, etc. ; caractéristiques morphologiques - hauteur de la plante, taille des feuilles, nombre de graines produites, etc. ; caractéristiques de la population - nombre d'individus par unité de surface, fréquence d'apparition, etc.), nous obtenons l'image suivante.

Le champ d’action du facteur environnemental (la zone de tolérance de l’espèce) est limité par les points minimum et maximum, qui correspondent aux valeurs extrêmes de ce facteur auxquelles l’existence de la plante est possible. Le point sur l'axe des x correspondant aux meilleurs indicateurs de performance de l'usine signifie la valeur optimale du facteur - c'est le point optimal. En raison de difficultés dans définition précise Ce point est généralement appelé une certaine zone optimale, ou zone de confort. Les points optimal, minimum et maximum constituent trois points cardinaux qui déterminent la possibilité de réaction d’une espèce à un facteur donné. Les sections extrêmes de la courbe, exprimant l'état d'oppression avec un déficit ou un excès marqué d'un facteur, sont appelées zones de pessimum ; elles correspondent aux valeurs pessimales du facteur. Près des points critiques se trouvent des valeurs sublétales du facteur et en dehors de la zone de tolérance - des valeurs mortelles.

Les espèces diffèrent les unes des autres par la position de l'optimum dans le gradient du facteur environnemental. Par exemple, l'attitude envers la chaleur chez les espèces arctiques et tropicales. La largeur du champ d'action du facteur (ou zone optimale) peut également être différente. Il existe par exemple des espèces pour lesquelles un faible niveau d'éclairement est optimal (bryophytes des cavernes) ou relativement haut niveau illumination (haute montagne plantes alpines). Mais il existe également des espèces connues qui poussent aussi bien en pleine lumière que dans des zones ombragées importantes (par exemple, le hérisson - Dactylis glomerata).

De même, certaines graminées des prés préfèrent les sols présentant une certaine plage d'acidité plutôt étroite, tandis que d'autres poussent bien dans large éventail pH - de fortement acide à alcalin. Le premier cas indique une amplitude écologique étroite des plantes (elles sont sténobiontes ou sténotopiques), le second - une large amplitude écologique (les plantes sont eurybiontes ou eurytopiques). Entre les catégories eurytopique et sténotopique, il existe un certain nombre de catégories qualitatives intermédiaires (hémieurytopique, hémisténotopique).

L'ampleur de l'amplitude écologique en fonction des différents facteurs environnementaux est souvent différente. Il est possible d'être sténotopique par rapport à un facteur et eurytopique par rapport à un autre : par exemple, les plantes peuvent être confinées dans une plage étroite de températures et une large plage de salinité.

Interaction des facteurs environnementaux

Les facteurs environnementaux influencent la plante conjointement et simultanément, et l’effet d’un facteur dépend largement du « contexte écologique », c’est-à-dire de l’expression quantitative d’autres facteurs. Ce phénomène d'interaction de facteurs est clairement illustré par l'exemple d'une expérience avec la mousse aquatique Fontinalis. Cette expérience montre clairement que l'éclairage a un effet différent sur l'intensité de la photosynthèse selon différentes teneurs en CO 2 .

L'expérience montre également qu'un effet biologique similaire peut être obtenu en remplaçant partiellement l'action d'un facteur par un autre. Ainsi, la même intensité de photosynthèse peut être obtenue soit en augmentant l'éclairage jusqu'à 18 000 lux, soit, avec un éclairage plus faible, en augmentant la concentration de CO 2.

Ici se manifeste l'interchangeabilité partielle de l'action d'un facteur environnemental avec un autre. Dans le même temps, aucun des facteurs environnementaux nécessaires ne peut être remplacé par un autre : plante verte Il est impossible de cultiver dans l’obscurité totale même avec une très bonne nutrition minérale ou sur de l’eau distillée dans des conditions thermiques optimales. En d’autres termes, il existe une remplaçabilité partielle des principaux facteurs environnementaux et en même temps leur irremplaçabilité totale (en ce sens, on dit parfois qu’ils sont également d’égale importance pour la vie d’une plante). Si la valeur d'au moins un des facteurs nécessaires dépasse la plage de tolérance (inférieure au minimum et supérieure au maximum), alors l'existence de l'organisme devient impossible.

Des facteurs limitants

Si l'un des facteurs qui composent les conditions d'existence a une valeur pesimale, alors il limite l'action des facteurs restants (aussi favorables soient-ils) et détermine le résultat final de l'action de l'environnement sur la plante. Ce résultat final ne peut être modifié qu'en influençant le facteur limitant. Cette « loi des facteurs limitants » a été formulée pour la première fois en chimie agricole par le chimiste agricole allemand Justus Liebig, l’un des fondateurs de la chimie agricole, en 1840 et est donc souvent appelée loi de Liebig.

Il a remarqué qu'en cas de carence de l'un des éléments chimiques nécessaires dans le sol ou dans la solution nutritive, aucun engrais contenant d'autres éléments n'a d'effet sur la plante, et seul l'ajout d'« ions minimum » entraîne une augmentation du rendement. De nombreux exemples de l'action de facteurs limitants non seulement dans l'expérience, mais aussi dans la nature montrent que ce phénomène a une signification écologique générale. Un exemple de la « loi du minimum » dans la nature est l’oppression. plantes herbacées sous la canopée des forêts de hêtres, où, avec des conditions thermiques optimales, une teneur accrue en dioxyde de carbone, des sols suffisamment riches et d'autres conditions optimales, les possibilités de développement des graminées sont limitées par un manque brutal de lumière.

Identifier les « facteurs au minimum » (et au maximum) et éliminer leur effet limitant, c'est-à-dire optimiser l'environnement des plantes, constitue une tâche pratique importante dans l'utilisation rationnelle de la végétation.

Aire autecologique et synécologique et optimale

L'attitude des plantes à l'égard des facteurs environnementaux dépend étroitement de l'influence des autres habitants des plantes (principalement des relations concurrentielles avec eux). Il arrive souvent qu'une espèce puisse se développer avec succès dans un large spectre d'action d'un facteur (qui est déterminé expérimentalement), mais la présence d'un concurrent puissant l'oblige à se limiter à une zone plus étroite.

Par exemple, le pin sylvestre (Pinus sylvestris) a une aire écologique très large en ce qui concerne les facteurs pédologiques, mais dans la zone de la taïga, il forme des forêts principalement sur des sols secs et pauvres. sols sableux ou sur des tourbières fortement gorgées d'eau, c'est-à-dire là où il n'y a pas de concurrence espèces d'arbres. Ici, la position réelle des régions optimales et de tolérance est différente pour les plantes qui subissent ou non une influence biotique. A cet égard, on distingue l'optimum écologique d'une espèce (en l'absence de compétition) et l'optimum phytocénotique, qui correspond à la position réelle de l'espèce dans le paysage ou le biome.

Outre la position optimale, on distingue les limites d'endurance d'une espèce : l'aire écologique (les limites potentielles de répartition de l'espèce, déterminées uniquement par sa relation à un facteur donné) et l'aire phytocénotique proprement dite.

Souvent, dans ce contexte, ils parlent d’optimum et de portée potentiels et réels. Dans la littérature étrangère, ils écrivent également sur l'optimum physiologique et écologique et sur l'habitat. Il vaut mieux parler de l'optimum autecologique et synécologique et de l'aire de répartition des espèces.

U différents types le rapport des zones écologiques et phytocénotiques est différent, mais la zone écologique est toujours plus large que la zone phytocénotique. En raison de l'interaction des plantes, il se produit un rétrécissement de la plage et souvent un déplacement de l'optimum.

Un facteur environnemental est une condition de l’environnement qui affecte le corps. L'environnement comprend tous les corps et phénomènes avec lesquels l'organisme est en relation directe ou indirecte.

Le même facteur environnemental a une signification différente dans la vie des organismes cohabitants. Par exemple, le régime salin du sol joue un rôle primordial dans la nutrition minérale des plantes, mais est indifférent à la plupart des animaux terrestres. L'intensité de l'éclairage et la composition spectrale de la lumière sont extrêmement importantes dans la vie des plantes phototrophes, et dans la vie des organismes hétérotrophes (champignons et animaux aquatiques), la lumière n'a pas d'effet notable sur leur activité vitale.

Les facteurs environnementaux affectent les organismes de différentes manières. Ils peuvent agir comme des irritants provoquant des changements adaptatifs dans les fonctions physiologiques ; comme limiteurs qui rendent impossible l’existence de certains organismes dans des conditions données ; comme modificateurs qui déterminent les changements morphologiques et anatomiques dans les organismes.

Classification des facteurs environnementaux

Il est d'usage de distinguer les facteurs environnementaux biotiques, anthropiques et abiotiques.

Les facteurs biotiques sont l'ensemble des facteurs environnementaux associés aux activités des organismes vivants. Il s’agit notamment des facteurs phytogéniques (plantes), zoogéniques (animaux) et microbiogènes (micro-organismes).

Les facteurs anthropiques regroupent l’ensemble des nombreux facteurs associés aux activités humaines. Il s'agit notamment des facteurs physiques (utilisation de l'énergie nucléaire, déplacements en train et en avion, influence du bruit et des vibrations, etc.), chimiques (utilisation d'engrais minéraux et de pesticides, pollution des coquilles terrestres par les déchets industriels et de transport ; tabagisme, consommation d'alcool et de drogues, usage excessif de médicaments). fonds [source non précisée 135 jours]), biologique (nourriture ; organismes pour lesquels une personne peut être un habitat ou une source de nutrition), social (lié aux relations entre les personnes et à la vie dans société).

Les facteurs abiotiques sont tous les nombreux facteurs associés aux processus de nature inanimée. Il s'agit notamment du climat (température, humidité, pression), édaphogénique (composition mécanique, perméabilité à l'air, densité du sol), orographique (relief, altitude au-dessus du niveau de la mer), chimique (composition gazeuse de l'air, composition saline de l'eau, concentration, acidité), physique (bruit, champs magnétiques, conductivité thermique, radioactivité, rayonnement cosmique)

Classification fréquemment rencontrée des facteurs environnementaux (facteurs environnementaux)

PAR TEMPS : évolutif, historique, actuel

PAR PÉRIODICITÉ : périodique, non périodique

ORDRE D'APPARITION : primaire, secondaire

PAR ORIGINE : cosmique, abiotique (également abiogénique), biogénique, biologique, biotique, naturelle-anthropique, anthropique (y compris la pollution d'origine humaine et environnementale), anthropique (y compris les perturbations)

PAR ENVIRONNEMENT : atmosphérique, aquatique (c'est-à-dire humidité), géomorphologique, édaphique, physiologique, génétique, population, biocénotique, écosystème, biosphère.

PAR CARACTÈRE : matériel-énergétique, physique (géophysique, thermique), biogénique (également biotique), informationnel, chimique (salinité, acidité), complexe (écologique, évolutif, systémique, géographique, climatique)

PAR OBJET : individu, groupe (social, éthologique, socio-économique, socio-psychologique, espèce (y compris la vie humaine, sociale)

SELON LES CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES : dépendant de la densité, indépendant de la densité

PAR DEGRÉ D'IMPACT : mortel, extrême, limitant, inquiétant, mutagène, tératogène ; cancérigène

SELON LE SPECTRE D’IMPACT : action sélective et générale

3. Modèles d'action des facteurs environnementaux sur le corps

La réponse des organismes à l'influence de facteurs abiotiques. L'impact des facteurs environnementaux sur un organisme vivant est très diversifié. Certains facteurs ont plus Forte influence, d'autres agissent plus faibles ; certains influencent tous les aspects de la vie, d’autres influencent un processus vital spécifique. Néanmoins, dans la nature de leur impact sur l'organisme et dans les réponses des êtres vivants, un certain nombre de modèles généraux, qui s'inscrivent dans un certain schéma général de l'action d'un facteur environnemental sur l'activité vitale d'un organisme (Fig. 14.1).

En figue. 14.1, l'axe des abscisses montre l'intensité (ou « dose ») du facteur (par exemple, température, éclairage, concentration en sel dans la solution du sol, pH ou humidité du sol, etc.), et l'axe des ordonnées montre la réponse du corps à l'impact du facteur environnemental dans son expression quantitative (par exemple, l'intensité de la photosynthèse, la respiration, le taux de croissance, la productivité, le nombre d'individus par unité de surface, etc.), c'est-à-dire le degré de bénéfice du facteur.

Le champ d'action d'un facteur environnemental est limité par les valeurs seuils extrêmes correspondantes (points minimum et maximum) auxquelles l'existence d'un organisme est encore possible. Ces points sont appelés limites inférieure et supérieure d'endurance (tolérance) des êtres vivants par rapport à un facteur environnemental spécifique.

Le point 2 sur l'axe des x, correspondant aux meilleurs indicateurs de l'activité vitale du corps, signifie la valeur la plus favorable du facteur d'influence pour le corps - c'est le point optimal. Pour la plupart des organismes, il est souvent difficile de déterminer la valeur optimale d'un facteur avec une précision suffisante, il est donc d'usage de parler de zone optimale. Les sections extrêmes de la courbe, exprimant l'état d'oppression des organismes présentant une forte carence ou un excès d'un facteur, sont appelées zones de pessimum ou de stress. Près des points critiques se trouvent des valeurs sublétales du facteur, et en dehors de la zone de survie, elles sont mortelles.

Ce schéma de réaction des organismes à l'influence des facteurs environnementaux permet de le considérer comme un principe biologique fondamental : pour chaque espèce de plantes et d'animaux il existe un optimum, une zone d'activité vitale normale, des zones pessimales et des limites d'endurance par rapport à chaque facteur environnemental.

Différents types d'organismes vivants diffèrent sensiblement les uns des autres tant par la position optimale que par les limites d'endurance. Par exemple, les renards arctiques de la toundra peuvent tolérer des fluctuations de la température de l'air de l'ordre de 80 °C (de +30 à -55 °C), certains crustacés d'eau chaude peuvent résister à des changements de température de l'eau de l'ordre de 80 °C maximum. supérieure à 6°C (de 23 à 29°C), la cyanobactérie filamenteuse oscillatorium, vivant sur l'île de Java dans une eau à une température de 64°C, meurt à 68°C en 5 à 10 minutes. De la même manière, certaines graminées des prés préfèrent les sols avec une plage d'acidité assez étroite - à pH = 3,5-4,5 (par exemple, la bruyère commune, la bruyère commune et la petite oseille servent d'indicateurs de sols acides), d'autres poussent bien sur une large gamme de pH - de fortement acide à alcalin (par exemple, le pin sylvestre). A cet égard, les organismes dont l'existence nécessite des organismes strictement définis, relativement conditions constantes les environnements sont appelés sténobionte (du grec stenos - étroit, bion - vivant), et ceux qui vivent dans une large gamme de variabilité des conditions environnementales sont appelés eurybiont (du grec eurys - large). Dans ce cas, les organismes d'une même espèce peuvent avoir une amplitude étroite par rapport à un facteur et une grande amplitude par rapport à un autre (par exemple, adaptabilité à une plage étroite de températures et à une large plage de salinité de l'eau). De plus, une même dose d'un facteur peut être optimale pour une espèce, pessimale pour une autre, et hors des limites d'endurance pour une troisième.

La capacité des organismes à s’adapter à une certaine gamme de variabilité des facteurs environnementaux est appelée plasticité écologique. Cette caractéristique est l'une des propriétés les plus importantes de tous les êtres vivants : en régulant leur activité vitale en fonction des changements des conditions environnementales, les organismes acquièrent la capacité de survivre et de laisser une progéniture. Cela signifie que les organismes eurybiontes sont écologiquement les plus plastiques, ce qui assure leur large répartition, tandis que les organismes sténobiontes, au contraire, se caractérisent par une faible plasticité écologique et, par conséquent, ont généralement des aires de répartition limitées.

Interaction des facteurs environnementaux. Facteur limitant. Les facteurs environnementaux affectent un organisme vivant conjointement et simultanément. De plus, l'effet d'un facteur dépend de la force avec laquelle et dans quelle combinaison d'autres facteurs agissent simultanément. Ce modèle s’appelle l’interaction de facteurs. Par exemple, la chaleur ou le gel sont plus faciles à supporter dans l’air sec plutôt que dans l’air humide. Le taux d’évaporation de l’eau des feuilles des plantes (transpiration) est beaucoup plus élevé si la température de l’air est élevée et si le temps est venteux.

Dans certains cas, la déficience d’un facteur est partiellement compensée par le renforcement d’un autre. Le phénomène d'interchangeabilité partielle des effets des facteurs environnementaux est appelé effet de compensation. Par exemple, le flétrissement des plantes peut être stoppé à la fois en augmentant la quantité d'humidité dans le sol et en diminuant la température de l'air, ce qui réduit la transpiration ; dans les déserts, le manque de précipitations est compensé dans une certaine mesure par une augmentation de l'humidité relative la nuit ; Dans l’Arctique, les longues heures de clarté en été compensent le manque de chaleur.

Dans le même temps, aucun des facteurs environnementaux nécessaires à l'organisme ne peut être complètement remplacé par un autre. L’absence de lumière rend la vie végétale impossible, malgré les combinaisons les plus favorables d’autres conditions. Par conséquent, si la valeur d'au moins un des facteurs environnementaux vitaux s'approche d'une valeur critique ou dépasse ses limites (en dessous du minimum ou au-dessus du maximum), alors, malgré la combinaison optimale d'autres conditions, les individus sont menacés de mort. Ces facteurs sont appelés facteurs limitants.

La nature des facteurs limitants peut varier. Par exemple, la suppression des plantes herbacées sous la canopée des forêts de hêtres, où, avec des conditions thermiques optimales, une teneur accrue en dioxyde de carbone et des sols riches, les possibilités de développement des graminées sont limitées par le manque de lumière. Ce résultat ne peut être modifié qu'en influençant le facteur limitant.

Des facteurs environnementaux limitants déterminent l’aire de répartition géographique d’une espèce. Ainsi, le mouvement de l'espèce vers le nord peut être limité par un manque de chaleur, et vers les zones de déserts et de steppes sèches - par un manque d'humidité ou des températures trop élevées. Les relations biotiques peuvent également servir de facteur limitant la répartition des organismes, par exemple l'occupation d'un territoire par un concurrent plus fort ou le manque de pollinisateurs pour les plantes à fleurs.

L'identification des facteurs limitants et l'élimination de leurs effets, c'est-à-dire l'optimisation de l'habitat des organismes vivants, constituent un objectif pratique important pour augmenter le rendement des cultures agricoles et la productivité des animaux domestiques.

La limite de tolérance (du latin tolerantio - patience) est la plage d'un facteur environnemental comprise entre les valeurs minimales et maximales dans lesquelles la survie de l'organisme est possible.

4. La loi du facteur limitant (limitant) ou loi du minimum de Liebig est l'une des lois fondamentales de l'écologie, qui stipule que le facteur le plus important pour l'organisme est celui qui s'écarte le plus de sa valeur optimale. Par conséquent, lors de la prévision des conditions environnementales ou de la réalisation d’examens, il est très important de déterminer le maillon faible de la vie des organismes.

C’est de ce facteur environnemental représenté au minimum (ou au maximum) à un instant donné que dépend la survie de l’organisme. À d’autres moments, d’autres facteurs peuvent être limitants. Au cours de leur vie, les individus d’une espèce sont confrontés à diverses limitations dans leurs activités vitales. Ainsi, le facteur limitant la propagation du cerf est l’épaisseur du manteau neigeux ; papillons de nuit de la légionnaire d'hiver (un ravageur des cultures maraîchères et céréalières) - température hivernale, etc.

Cette loi est prise en compte dans la pratique agricole. Le chimiste allemand Justus Liebig a établi que la productivité des plantes cultivées dépend avant tout de nutritif(élément minéral), le plus faiblement représenté dans le sol. Par exemple, si le phosphore présent dans le sol ne représente que 20 % de norme requise, et le calcium est à 50 % de la norme, alors le facteur limitant sera le manque de phosphore ; Il faut tout d'abord ajouter au sol des engrais contenant du phosphore.

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L'environnement qui entoure les êtres vivants est constitué de nombreux éléments. Ils affectent la vie des organismes de différentes manières. Ces derniers réagissent différemment divers facteurs environnement. Les éléments individuels de l'environnement qui interagissent avec les organismes sont appelés facteurs environnementaux. Les conditions d’existence sont un ensemble de facteurs environnementaux vitaux, sans lesquels les organismes vivants ne peuvent exister. Par rapport aux organismes, ils agissent comme des facteurs environnementaux.

Classification des facteurs environnementaux.

Tous les facteurs environnementaux acceptés classer(distribuer) dans les groupes principaux suivants : abiotique, biotique Et anthropique. V Abiotique (abiogène) les facteurs sont des facteurs physiques et chimiques de nature inanimée. Biotique, ou biogénique, les facteurs sont l'influence directe ou indirecte des organismes vivants les uns sur les autres et sur l'environnement. Anthropique (anthropique) facteurs dans dernières années attribués à un groupe indépendant de facteurs parmi les facteurs biotiques, en raison de leur grande importance. Ce sont des facteurs d'impact direct ou indirect de l'homme et de ses activités économiques sur les organismes vivants et l'environnement.

Facteurs abiotiques.

Les facteurs abiotiques comprennent des éléments de nature inanimée qui agissent sur un organisme vivant. Les types de facteurs abiotiques sont présentés dans le tableau. 1.2.2.

Tableau 1.2.2. Principaux types de facteurs abiotiques

Facteurs climatiques.

Tous les facteurs abiotiques se manifestent et agissent au sein des trois coquilles géologiques de la Terre : atmosphère, hydrosphère Et lithosphère. Les facteurs qui se manifestent (agissent) dans l'atmosphère et lors de l'interaction de cette dernière avec l'hydrosphère ou avec la lithosphère sont appelés climatique. leur manifestation dépend des propriétés physiques et chimiques des coquilles géologiques de la Terre, de la quantité et de la répartition énergie solaire, les pénétrant et les atteignant.

Radiation solaire.

Parmi les nombreux facteurs environnementaux, le rayonnement solaire revêt la plus grande importance. (radiation solaire). Il s'agit d'un flux continu de particules élémentaires (vitesse 300-1500 km/s) et ondes électromagnétiques(vitesse 300 000 km/s), qui transporte une énorme quantité d'énergie vers la Terre. Le rayonnement solaire est la principale source de vie sur notre planète. Sous le flux continu du rayonnement solaire, la vie est née sur Terre, a suivi un long chemin d'évolution et continue d'exister et de dépendre de l'énergie solaire. Les principales propriétés de l'énergie radiante du Soleil en tant que facteur environnemental sont déterminées par la longueur d'onde. Les vagues traversant l'atmosphère et atteignant la Terre sont mesurées dans une plage de 0,3 à 10 microns.

Selon la nature de l'impact sur les organismes vivants, ce spectre du rayonnement solaire est divisé en trois parties : rayonnement ultraviolet, lumière visible Et rayonnement infrarouge.

Rayons ultraviolets à ondes courtes sont presque entièrement absorbés par l’atmosphère, à savoir son écran d’ozone. Une petite quantité de rayons ultraviolets pénètre à la surface de la terre. Leur longueur d'onde est comprise entre 0,3 et 0,4 microns. Ils représentent 7 % de l’énergie du rayonnement solaire. Les rayons à ondes courtes ont un effet néfaste sur les organismes vivants. Ils peuvent provoquer des modifications du matériel héréditaire - des mutations. Par conséquent, au cours du processus d’évolution, les organismes qui ont été exposés pendant longtemps au rayonnement solaire ont développé des adaptations pour se protéger des rayons ultraviolets. Beaucoup d'entre eux produisent des quantités supplémentaires de pigment noir dans leur tégument - la mélanine, qui protège contre la pénétration des rayons indésirables. C’est pourquoi les gens bronzent en restant longtemps dehors. en plein air. Dans de nombreuses régions industrielles, il existe ce qu'on appelle mélanisme industriel- assombrissement de la couleur des animaux. Mais cela ne se produit pas sous l'influence rayonnement ultraviolet, mais à cause de la pollution par la suie et la poussière ambiante, dont les éléments deviennent généralement plus foncés. Sur un fond aussi sombre, des formes d'organismes plus sombres survivent (sont bien camouflées).

Lumière visible apparaît dans des longueurs d’onde de 0,4 à 0,7 µm. Il représente 48 % de l’énergie du rayonnement solaire.

Il affecte également négativement les cellules vivantes et leurs fonctions en général : il modifie la viscosité du protoplasme, l'ampleur de la charge électrique du cytoplasme, perturbe la perméabilité des membranes et modifie le mouvement du cytoplasme. La lumière affecte l'état des colloïdes protéiques et le déroulement des processus énergétiques dans les cellules. Malgré cela, la lumière visible était, est et restera l’une des sources d’énergie les plus importantes pour tous les êtres vivants. Son énergie est utilisée dans le processus photosynthèse et s'accumule sous la forme liaisons chimiques dans les produits de la photosynthèse, puis transmis comme aliment à tous les autres organismes vivants. De manière générale, on peut dire que tous les êtres vivants de la biosphère, et même les humains, dépendent de l'énergie solaire, de la photosynthèse.

La lumière pour les animaux est une condition nécessaire à la perception des informations sur l'environnement et ses éléments, à la vision, à l'orientation visuelle dans l'espace. En fonction de leurs conditions de vie, les animaux se sont adaptés à différents degrés d'éclairage. Certaines espèces animales sont diurnes, tandis que d’autres sont plus actives au crépuscule ou la nuit. La plupart des mammifères et des oiseaux mènent une vie crépusculaire, ont du mal à distinguer les couleurs et voient tout en noir et blanc (canidés, chats, hamsters, hiboux, engoulevent, etc.). Vivre au crépuscule ou dans des conditions de faible luminosité entraîne souvent une hypertrophie oculaire. Des yeux relativement grands, capables de capter d'infimes fractions de lumière, caractéristiques des animaux nocturnes ou de ceux qui vivent dans l'obscurité totale et sont guidés par les organes luminescents d'autres organismes (lémuriens, singes, hiboux, poissons des grands fonds, etc.). Si, dans des conditions d'obscurité totale (dans les grottes, sous terre dans les terriers), il n'y a pas d'autres sources de lumière, alors les animaux qui y vivent perdent généralement leurs organes de vision (protéus européen, rat-taupe, etc.).

Température.

Les sources du facteur de température sur Terre sont le rayonnement solaire et les processus géothermiques. Bien que le noyau de notre planète soit caractérisé par des températures extrêmement élevées, son influence sur la surface de la planète est insignifiante, à l'exception des zones d'activité volcanique et des rejets d'eaux géothermiques (geysers, fumerolles). Par conséquent, la principale source de chaleur au sein de la biosphère peut être considérée radiation solaire, à savoir les rayons infrarouges. Les rayons qui atteignent la surface de la Terre sont absorbés par la lithosphère et l'hydrosphère. La lithosphère, en tant que corps solide, se réchauffe plus rapidement et se refroidit tout aussi rapidement. L'hydrosphère a une capacité thermique plus élevée que la lithosphère : elle se réchauffe lentement et se refroidit lentement, et retient donc longtemps la chaleur. Les couches superficielles de la troposphère sont chauffées en raison du rayonnement thermique de l'hydrosphère et de la surface de la lithosphère. La Terre absorbe le rayonnement solaire et renvoie de l’énergie dans l’espace sans air. Et pourtant, l’atmosphère terrestre contribue à retenir la chaleur dans les couches superficielles de la troposphère. Grâce à ses propriétés, l'atmosphère transmet les rayons infrarouges à ondes courtes et bloque les rayons infrarouges à ondes longues émis par la surface chauffée de la Terre. Ce phénomène atmosphérique porte un nom Effet de serre. C'est grâce à lui que la vie est devenue possible sur Terre. L’effet de serre aide à retenir la chaleur dans les couches superficielles de l’atmosphère (où sont concentrés la plupart des organismes) et atténue les fluctuations de température pendant le jour et la nuit. Sur la Lune, par exemple, qui se trouve presque dans les mêmes conditions spatiales que la Terre, et qui n'a pas d'atmosphère, des fluctuations quotidiennes de température à son équateur apparaissent dans la plage de 160°C à + 120°C.

La plage de températures disponibles dans l'environnement atteint des milliers de degrés (magma chaud des volcans et températures les plus basses de l'Antarctique). Les limites dans lesquelles la vie que nous connaissons peut exister sont assez étroites et sont égales à environ 300°C, de -200°C (congélation dans les gaz liquéfiés) à + 100°C (le point d'ébullition de l'eau). En fait, la plupart des espèces et la majeure partie de leur activité sont confinées à une plage de températures encore plus étroite. Plage de température générale vie active sur Terre est limité aux valeurs de température suivantes (tableau 1.2.3) :

Tableau 1.2.3 Plage de température de la vie sur Terre

Les plantes s’adaptent à différentes températures, même extrêmes. Ceux qui tolèrent des températures élevées sont appelés plantes stimulant la chaleur. Ils sont capables de tolérer une surchauffe jusqu'à 55-65°C (certains cactus). Espèces poussant dans des conditions hautes températures, elles sont plus faciles à tolérer en raison d'un raccourcissement important de la taille des feuilles, du développement de tomenteuses (poilues) ou, à l'inverse, revêtement de cire etc. Les plantes, sans nuire à leur développement, sont capables de résister à une exposition prolongée à des températures basses (de 0 à -10°C), appelées résistant au froid.

Bien que la température soit un facteur environnemental important affectant les organismes vivants, son effet dépend fortement de sa combinaison avec d’autres facteurs abiotiques.

Humidité.

L'humidité est un facteur abiotique important, déterminé par la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'atmosphère ou la lithosphère. L'eau elle-même est un composé inorganique nécessaire à la vie des organismes vivants.

L'eau dans l'atmosphère est toujours présente sous la forme eau des couples. La masse réelle d'eau par unité de volume d'air est appelée humidité absolue, et le pourcentage de vapeur par rapport à la quantité maximale que l'air peut contenir est humidité relative. La température est le principal facteur affectant la capacité de l’air à retenir la vapeur d’eau. Par exemple, à une température de +27°C, l’air peut contenir deux fois plus d’humidité qu’à une température de +16°C. Cela signifie que l'humidité absolue à 27°C est 2 fois supérieure à celle à 16°C, tandis que l'humidité relative dans les deux cas sera de 100 %.

L'eau en tant que facteur écologique est extrêmement nécessaire aux organismes vivants, car sans elle, le métabolisme et de nombreux autres processus qui y sont associés ne peuvent avoir lieu. Les processus métaboliques des organismes se déroulent en présence d'eau (dans solutions aqueuses). Tous les organismes vivants sont systèmes ouverts par conséquent, ils subissent constamment une perte d’eau et il est toujours nécessaire de reconstituer ses réserves. Pour une existence normale, les plantes et les animaux doivent maintenir un certain équilibre entre l'apport d'eau dans le corps et sa perte. Importante perte d'eau du corps (déshydratation) conduire à une diminution de son activité vitale, puis à la mort. Les plantes satisfont leurs besoins en eau grâce aux précipitations et à l’humidité de l’air, et les animaux également grâce à leur alimentation. La résistance des organismes à la présence ou à l'absence d'humidité dans le milieu varie et dépend de l'adaptabilité de l'espèce. À cet égard, tous les organismes terrestres sont divisés en trois groupes : hygrophile(ou qui aime l'humidité), mésophile(ou modérément aimant l'humidité) et xérophile(ou aimant le sec). Concernant les plantes et les animaux séparément, cette section ressemblera à ceci :

1) organismes hygrophiles :

- les hygrophytes(plantes);

- les hygrophiles(animal);

2) organismes mésophiles :

- les mésophytes(plantes);

- mésophiles(animal);

3) organismes xérophiles :

- les xérophytes(plantes);

- les xérophiles, ou hygrophobies(animaux).

Besoin du plus d'humidité organismes hygrophiles. Parmi les plantes, ce seront celles qui vivent sur des sols excessivement humides à humidité élevée air (hygrophytes). Dans les conditions de la zone médiane, celles-ci incluent parmi les plantes herbacées qui poussent dans les forêts ombragées (oxalis, fougères, violettes, graminées, etc.) et sur lieux ouverts ah (souci, droséra, etc.).

Les animaux hygrophiles (hygrophiles) comprennent ceux écologiquement associés au milieu aquatique ou aux zones gorgées d'eau. Ils ont besoin d’une présence constante de grandes quantités d’humidité dans l’environnement. Ce sont des animaux des forêts tropicales humides, des marécages et des prairies humides.

Organismes mésophiles nécessitent des quantités modérées d’humidité et sont généralement associés à des conditions chaudes Et bonnes conditions nutrition minérale. Il peut s'agir de plantes forestières et de plantes de zones ouvertes. Parmi eux, on trouve des arbres (tilleul, bouleau), des arbustes (noisetier, nerprun) et encore plus de fines herbes (trèfle, fléole des prés, fétuque, muguet, onglons, etc.). En général, les mésophytes constituent un vaste groupe écologique de plantes. Aux animaux mésophiles (mésophiles) appartient à la majorité des organismes qui vivent dans des conditions tempérées et subarctiques ou dans certaines régions montagneuses.

Organismes xérophiles - Il s'agit d'un groupe écologique assez diversifié de plantes et d'animaux qui se sont adaptés aux conditions de vie arides grâce aux moyens suivants : limitation de l'évaporation, augmentation de la production d'eau et création de réserves d'eau pour de longues périodes de manque d'eau.

Les plantes qui vivent dans des conditions sèches y font face de différentes manières. Certains ne disposent pas des dispositions structurelles nécessaires pour faire face au manque d’humidité. leur existence n'est possible dans des conditions arides que du fait qu'à un moment critique ils sont en état de repos sous forme de graines (éphémérides) ou de bulbes, rhizomes, tubercules (éphéméroïdes), passent très facilement et rapidement à la vie active et disparaissent complètement dans un court laps de temps du cycle de développement annuel. Éphémère principalement réparti dans les déserts, semi-déserts et steppes (plôme, séneçon de printemps, navet, etc.). Éphéméroïdes(du grec éphémère Et ressembler à)- ce sont des plantes herbacées vivaces, principalement printanières, (carex, céréales, tulipe, etc.).

Des catégories très uniques de plantes qui se sont adaptées pour tolérer des conditions de sécheresse sont succulentes Et sclérophytes. Plantes succulentes (du grec. juteux) capable d'accumuler un grand nombre de l'eau et la gaspiller progressivement. Par exemple, certains cactus des déserts nord-américains peuvent contenir de 1 000 à 3 000 litres d’eau. L'eau s'accumule dans les feuilles (aloès, sedum, agave, jeunes) ou dans les tiges (cactus et asclépiades ressemblant à des cactus).

Les animaux obtiennent de l'eau de trois manières principales : directement en la buvant ou en l'absorbant par le tégument, avec de la nourriture et grâce au métabolisme.

De nombreuses espèces d'animaux boivent de l'eau et en assez grande quantité. Par exemple, les chenilles du ver à soie du chêne chinois peuvent boire jusqu'à 500 ml d'eau. Certaines espèces d'animaux et d'oiseaux nécessitent une consommation régulière d'eau. C’est pourquoi ils choisissent certaines sources et les visitent régulièrement comme points d’eau. Les espèces d'oiseaux du désert volent quotidiennement vers les oasis, y boivent de l'eau et apportent de l'eau à leurs poussins.

Certaines espèces animales qui ne consomment pas d’eau par voie directe peuvent la consommer en l’absorbant par toute la surface de la peau. Les insectes et les larves qui vivent dans un sol humidifié par la poussière d'arbre ont leurs téguments perméables à l'eau. Le lézard moloch australien absorbe l'humidité des précipitations à travers sa peau, qui est extrêmement hygroscopique. De nombreux animaux tirent leur humidité de la nourriture succulente. Ces aliments succulents peuvent être de l’herbe, des fruits juteux, des baies, des bulbes et des tubercules végétaux. La tortue des steppes, qui vit dans les steppes d'Asie centrale, ne consomme que de l'eau provenant d'aliments succulents. Dans ces régions, dans les zones de plantation de légumes ou dans les champs de melons, les tortues causent de gros dégâts en se nourrissant de melons, de pastèques et de concombres. Certains animaux prédateurs obtiennent également de l’eau en mangeant leurs proies. Ceci est typique, par exemple, du renard fennec africain.

Les espèces qui se nourrissent exclusivement de nourriture sèche et n'ont pas la possibilité de consommer de l'eau l'obtiennent par métabolisme, c'est-à-dire chimiquement lors de la digestion des aliments. De l'eau métabolique peut se former dans le corps en raison de l'oxydation des graisses et de l'amidon. C’est un moyen important d’obtenir de l’eau, notamment pour les animaux qui habitent les déserts chauds. Ainsi, la gerbille à queue rousse se nourrit parfois uniquement de graines sèches. Il existe des expériences connues où, en captivité, une souris sylvestre d'Amérique du Nord a vécu pendant environ trois ans, se nourrissant uniquement de grains d'orge secs.

Facteurs alimentaires.

La surface de la lithosphère terrestre constitue un milieu de vie distinct, caractérisé par son propre ensemble de facteurs environnementaux. Ce groupe de facteurs est appelé édaphique(du grec édaphos- sol). Les sols ont leur propre structure, composition et propriétés.

Les sols sont caractérisés par une certaine teneur en humidité, composition mécanique, teneur en composés organiques, inorganiques et organo-minéraux, certaine acidité. De nombreuses propriétés du sol lui-même et la répartition des organismes vivants dépendent des indicateurs.

Par exemple, certaines espèces de plantes et d'animaux aiment les sols présentant une certaine acidité, à savoir : les sphaignes, les groseilles sauvages, les aulnes poussent sur sols acides, et mousses de forêt vertes - sur des mousses neutres.

Les larves de coléoptères, les mollusques terrestres et bien d’autres organismes réagissent également à une certaine acidité du sol.

La composition chimique du sol est très importante pour tous les organismes vivants. Pour les plantes, les plus importants sont non seulement les éléments chimiques qu'elles utilisent en grande quantité (azote, phosphore, potassium et calcium), mais aussi ceux qui sont rares (oligo-éléments). Certaines plantes accumulent sélectivement certains éléments rares. Les plantes crucifères et ombellifères, par exemple, accumulent du soufre dans leur corps 5 à 10 fois plus que les autres plantes.

Une teneur excessive de certains éléments chimiques dans le sol peut affecter négativement (pathologiquement) les animaux. Par exemple, dans l'une des vallées de Touva (Russie), on a remarqué que les moutons souffraient d'une maladie spécifique, qui se manifestait par une perte de cheveux, des sabots déformés, etc. Plus tard, il s'est avéré que dans cette vallée, la teneur en sélénium était accrue. . Lorsque cet élément pénétrait en excès dans le corps du mouton, il provoquait une toxicose chronique au sélénium.

Le sol possède son propre régime thermique. Avec l'humidité, il affecte la formation du sol, divers processus, se déroulant dans le sol (physico-chimiques, chimiques, biochimiques et biologiques).

En raison de leur faible conductivité thermique, les sols sont capables d'atténuer les fluctuations de température avec la profondeur. À une profondeur d'un peu plus de 1 m, les fluctuations quotidiennes de température sont presque imperceptibles. Par exemple, dans le désert du Karakoum, caractérisé par un climat fortement continental, en été, lorsque la température de la surface du sol atteint +59°C, dans les terriers des rongeurs gerbilles à une distance de 70 cm de l'entrée, la température était 31°C en dessous et s'élève à +28°C. En hiver, lors d’une nuit glaciale, la température dans les terriers des gerbilles était de +19°C.

Le sol est une combinaison unique de propriétés physiques et chimiques de la surface de la lithosphère et des organismes vivants qui l'habitent. Il est impossible d’imaginer un sol sans organismes vivants. Pas étonnant que le célèbre géochimiste V.I. Vernadsky a appelé les sols corps bioinerte.

Facteurs orographiques (relief).

L'allégement ne concerne pas des facteurs environnementaux agissant directement comme l'eau, la lumière, la chaleur, le sol. Cependant, la nature du soulagement dans la vie de nombreux organismes a un effet indirect.

c Selon la taille des formes, on distingue de manière assez conventionnelle le relief de plusieurs ordres : macrorelief (montagnes, plaines, dépressions intermontagnardes), mésorelief (collines, ravins, crêtes, etc.) et microrelief (petites dépressions, dénivelés, etc. ). Chacun d'eux joue un certain rôle dans la formation d'un complexe de facteurs environnementaux pour les organismes. Le relief affecte notamment la redistribution de facteurs tels que l’humidité et la chaleur. Ainsi, même des chutes mineures de plusieurs dizaines de centimètres créent des conditions d’humidité élevée. L'eau s'écoule des zones élevées vers les zones inférieures, où des conditions favorables sont créées pour les organismes qui aiment l'humidité. Les versants nord et sud présentent des conditions d'éclairage et thermiques différentes. Dans des conditions montagneuses, il y a relativement peu grandes surfaces des amplitudes de hauteur importantes sont créées, ce qui conduit à la formation de divers complexes climatiques. En particulier, leurs caractéristiques typiques sont les basses températures, les vents forts, les changements d’humidification, la composition gazeuse de l’air, etc.

Par exemple, avec une élévation du niveau de la mer, la température de l'air diminue de 6°C tous les 1000 m. Bien qu'il s'agisse d'une caractéristique de la troposphère, en raison du relief (collines, montagnes, plateaux montagneux, etc.), les organismes terrestres peuvent se retrouver dans des conditions différentes de celles des régions voisines. Par exemple, la chaîne de montagnes volcaniques du Kilimandjaro en Afrique est entourée de savanes au pied, et plus haut sur les pentes se trouvent des plantations de café, de bananes, de forêts et de prairies alpines. Les sommets du Kilimandjaro sont recouverts de neiges éternelles et de glaciers. Si la température de l'air au niveau de la mer est de +30° C, des températures négatives apparaîtront déjà à une altitude de 5 000 m. Dans les zones tempérées, une baisse de température tous les 6° C correspond à un déplacement de 800 km vers les hautes latitudes.

Pression.

La pression se manifeste à la fois dans l’air et dans l’eau. Dans l'air atmosphérique, la pression change de façon saisonnière, en fonction des conditions météorologiques et de l'altitude. Les adaptations des organismes qui vivent dans des conditions de basse pression et d'air raréfié dans les hautes terres sont particulièrement intéressantes.

La pression dans le milieu aquatique évolue en fonction de la profondeur : elle augmente d'environ 1 atm tous les 10 m. Pour de nombreux organismes, il existe des limites à l'évolution de la pression (profondeur) à laquelle ils se sont adaptés. Par exemple, les poissons abyssaux (poissons des profondeurs du monde) sont capables de résister à de fortes pressions, mais ils ne remontent jamais à la surface de la mer, car cela leur est fatal. A l’inverse, tous les organismes marins ne sont pas capables de plonger à de grandes profondeurs. Le cachalot, par exemple, peut plonger jusqu'à une profondeur de 1 km et les oiseaux de mer jusqu'à 15-20 m, où ils se nourrissent.

Les organismes vivants sur terre et dans le milieu aquatique réagissent clairement aux changements de pression. À une certaine époque, il a été remarqué que les poissons pouvaient percevoir même des changements mineurs de pression. leur comportement change lorsque la pression atmosphérique change (par exemple, avant un orage). Au Japon, certains poissons sont spécialement gardés dans des aquariums et les changements de leur comportement sont utilisés pour juger d'éventuels changements climatiques.

Les animaux terrestres, percevant des changements mineurs de pression, peuvent prédire les changements des conditions météorologiques grâce à leur comportement.

Une pression inégale, qui est le résultat d'un chauffage inégal par le Soleil et d'une répartition inégale de la chaleur dans l'eau et dans l'air atmosphérique, crée des conditions propices au mélange de l'eau et masses d'air, c'est à dire. formation de courants. Dans certaines conditions, le débit constitue un puissant facteur environnemental.

Facteurs hydrologiques.

L'eau, en tant que composant de l'atmosphère et de la lithosphère (y compris les sols), joue un rôle important dans la vie des organismes en tant que facteur environnemental appelé humidité. Dans le même temps, l'eau à l'état liquide peut être un facteur qui forme son propre environnement - aqueux. En raison de ses propriétés, qui distinguent l'eau de tous les autres composés chimiques, elle crée, à l'état liquide et libre, un complexe de conditions dans l'environnement aquatique, appelées facteurs hydrologiques.

Des caractéristiques de l'eau telles que la conductivité thermique, la fluidité, la transparence, la salinité, se manifestent différemment dans les réservoirs et constituent des facteurs environnementaux, appelés dans ce cas hydrologiques. Par exemple, les organismes aquatiques se sont adaptés différemment à différents degrés de salinité de l’eau. Il existe des organismes d'eau douce et marins. Les organismes d'eau douce n'étonnent pas par la diversité de leurs espèces. Premièrement, la vie sur Terre est originaire des eaux marines et, deuxièmement, les masses d’eau douce occupent une infime partie de la surface terrestre.

Les organismes marins sont plus diversifiés et numériquement plus nombreux. Certains d’entre eux se sont adaptés à une faible salinité et vivent dans les zones dessalées de la mer et d’autres plans d’eau saumâtres. Chez de nombreuses espèces de ces réservoirs, une diminution de la taille corporelle est observée. Par exemple, les valves des mollusques, de la moule comestible (Mytilus edulis) et de la moule de Lamarck (Cerastoderma lamarcki), qui vivent dans les baies de la mer Baltique à une salinité de 2 à 6 %, sont 2 à 4 fois plus petites que les individus qui vivent dans la même mer, seulement à une salinité de 15%o. Le crabe Carcinus moenas de la mer Baltique est de petite taille, alors que dans les lagons et les estuaires dessalés, il est beaucoup plus gros. Les oursins sont plus petits dans les lagons que dans la mer. L'artémia (Artemia salina) à une salinité de 122 % a des dimensions allant jusqu'à 10 mm, mais à 20 % elle atteint 24 à 32 mm. La salinité peut également affecter l'espérance de vie. Le même poisson-cœur de Lamarck vit jusqu'à 9 ans dans les eaux de l'Atlantique Nord et 5 ans dans les eaux moins salées de la mer d'Azov.

La température des masses d'eau est un indicateur plus constant que la température des terres. Cela est dû aux propriétés physiques de l’eau (capacité thermique, conductivité thermique). L'amplitude des fluctuations annuelles de température dans les couches supérieures de l'océan ne dépasse pas 10-15°C et dans les réservoirs continentaux - 30-35°C. Que dire des couches d'eau profondes, qui se caractérisent par une constante régime thermique.

Facteurs biotiques.

Les organismes qui vivent sur notre planète ont non seulement besoin de conditions abiotiques pour vivre, mais ils interagissent les uns avec les autres et sont souvent très dépendants les uns des autres. L’ensemble des facteurs du monde organique qui influencent directement ou indirectement les organismes sont appelés facteurs biotiques.

Les facteurs biotiques sont très divers, mais malgré cela, ils ont aussi leur propre classification. Selon la classification la plus simple, les facteurs biotiques sont divisés en trois groupes, provoqués par : les plantes, les animaux et les micro-organismes.

Clements et Shelford (1939) ont proposé leur classification, qui prend en compte les formes d'interaction les plus typiques entre deux organismes - des co-actions. Toutes les coactions sont divisées en deux grands groupes, selon que des organismes de la même espèce ou de deux espèces différentes interagissent. Les types d'interactions entre organismes appartenant à la même espèce sont réactions homotypiques. Réactions hétérotypiques appeler les formes d'interaction entre deux organismes d'espèces différentes.

Réactions homotypiques.

Parmi les interactions d'organismes d'une même espèce, on peut distinguer les coactions (interactions) suivantes : effet de groupe, effet de masse Et compétition intraspécifique.

Effet de groupe.

De nombreux organismes vivants capables de vivre seuls forment des groupes. Souvent dans la nature, vous pouvez observer comment certaines espèces poussent en groupes plantes. Cela leur donne l’opportunité d’accélérer leur croissance. Les animaux forment également des groupes. Dans de telles conditions, ils survivent mieux. Lorsqu'ils vivent ensemble, il est plus facile pour les animaux de se défendre, de se nourrir, de protéger leur progéniture et de s'inquiéter. facteurs défavorables environnement. Ainsi, l’effet de groupe a un impact positif pour tous les membres du groupe.

Les groupes dans lesquels les animaux sont réunis peuvent varier en taille. Par exemple, les cormorans, qui forment d'immenses colonies sur les côtes du Pérou, ne peuvent exister que s'il y a au moins 10 000 oiseaux dans la colonie et s'il y a trois nids par mètre carré de territoire. On sait que pour la survie des éléphants d'Afrique, un troupeau doit être composé d'au moins 25 individus et un troupeau de rennes de 300 à 400 animaux. Une meute de loups peut compter jusqu’à une douzaine d’individus.

Des agrégations simples (temporaires ou permanentes) peuvent se développer en groupes complexes constitués d'individus spécialisés qui remplissent leur fonction inhérente au sein de ce groupe (familles d'abeilles, de fourmis ou de termites).

Effet de masse.

Un effet de masse est un phénomène qui se produit lorsqu’un espace de vie est surpeuplé. Naturellement, lors de la combinaison en groupes, en particulier les plus grands, une certaine surpopulation se produit également, mais il existe une grande différence entre les effets de groupe et les effets de masse. Le premier donne des avantages à chaque membre de l'association, tandis que l'autre, au contraire, supprime l'activité vitale de chacun, c'est-à-dire qu'il a des conséquences négatives. Par exemple, l’effet de masse se produit lorsque des animaux vertébrés se rassemblent. Si un grand nombre de rats expérimentaux sont gardés dans une seule cage, leur comportement manifestera des actes d’agressivité. Lorsque les animaux sont maintenus longtemps dans de telles conditions, les embryons des femelles gravides se dissolvent, l'agressivité augmente tellement que les rats se rongent la queue, les oreilles et les membres.

L'effet de masse d'organismes hautement organisés conduit à un état de stress. Chez l’homme, cela peut provoquer des troubles mentaux et des dépressions nerveuses.

Compétition intraspécifique.

Il existe toujours une sorte de compétition entre individus d’une même espèce pour obtenir les meilleures conditions de vie. Plus la densité de population d'un groupe particulier d'organismes est grande, plus la compétition est intense. Une telle compétition entre organismes de la même espèce pour certaines conditions d'existence est appelée compétition intraspécifique.

L'effet de masse et la compétition intraspécifique ne sont pas des concepts identiques. Si le premier phénomène se produit pendant une durée relativement courte et se termine ensuite par une raréfaction du groupe (mortalité, cannibalisme, diminution de la fertilité, etc.), alors la compétition intraspécifique existe en permanence et conduit in fine à une adaptation plus large de l'espèce aux conditions environnementales. L'espèce devient plus adaptée écologiquement. En raison de la compétition intraspécifique, l'espèce elle-même est préservée et ne se détruit pas à la suite d'une telle lutte.

La compétition intraspécifique peut se manifester dans tout ce que les organismes de la même espèce peuvent revendiquer. Chez les plantes à croissance dense, une compétition peut se produire pour la lumière, la nutrition minérale, etc. Par exemple, un chêne, lorsqu'il pousse séparément, a une couronne sphérique ; elle est assez étalée, car les branches latérales inférieures reçoivent une quantité de lumière suffisante. Dans les plantations de chênes en forêt, les branches inférieures sont ombragées par les branches supérieures. Les branches qui ne reçoivent pas suffisamment de lumière meurent. À mesure que le chêne grandit, les branches inférieures tombent rapidement et l'arbre prend la forme d'une forêt - un long tronc cylindrique et une couronne de branches au sommet de l'arbre.

Chez les animaux, une compétition apparaît pour un certain territoire, de la nourriture, des sites de nidification, etc. Il est plus facile pour les animaux actifs d’éviter une concurrence rude, mais cela les affecte quand même. En règle générale, ceux qui évitent la concurrence se retrouvent souvent dans des conditions défavorables ; ils sont également contraints, comme les plantes (ou les espèces animales qui y sont attachées), de s'adapter aux conditions dont ils doivent se contenter.

Réactions hétérotypiques.

Tableau 1.2.4. Formes d'interactions interspécifiques

	Les espèces occupent		Les espèces occupent
Forme d'interaction (coactions)	un territoire (vivre ensemble)		différents territoires (vivent séparément)
	Voir A	Vue B	Voir A	Vue B
Neutralisme
Comensalisme (type A - commensal)
Protocolecoopération
Mutualisme
Amensalisme (type A - amensal, type B - inhibiteur)
Prédation (espèce A - prédateur, espèce B - proie)
Concours

0 - l'interaction entre les espèces ne produit aucun gain et ne cause aucun dommage à l'une ou l'autre des parties ;

Les interactions entre espèces produisent des conséquences positives ; --l'interaction entre les espèces produit des conséquences négatives.

Neutralisme.

La forme d'interaction la plus courante se produit lorsque des organismes d'espèces différentes, occupant le même territoire, ne s'influencent en aucune façon. La forêt abrite un grand nombre d’espèces et nombre d’entre elles entretiennent des relations neutres. Par exemple, un écureuil et un hérisson habitent la même forêt, mais ils entretiennent une relation neutre, comme beaucoup d’autres organismes. Cependant, ces organismes font partie du même écosystème. Ce sont des éléments d'un tout et, par conséquent, après une étude détaillée, on peut toujours trouver des connexions non pas directes, mais indirectes, plutôt subtiles et à première vue invisibles.

Manger. Dans son "Écologie populaire", il évoque une vision humoristique mais très bon exemple de telles connexions. Il écrit qu'en Angleterre, de vieilles femmes célibataires soutiennent le pouvoir des gardes du roi. Et le lien entre les gardes et les femmes est assez simple. En règle générale, les femmes célibataires élèvent des chats et les chats chassent les souris. Plus il y a de chats, plus moins de souris sur les champs. Les souris sont les ennemies des bourdons car elles détruisent les trous où ils vivent. Moins il y a de souris, plus il y a de bourdons. Les bourdons, comme vous le savez, ne sont pas les seuls pollinisateurs du trèfle. Plus de bourdons dans les champs - plus grande récolte trèfle. Les chevaux paissent avec du trèfle et les gardes aiment manger de la viande de cheval. Derrière cet exemple dans la nature se cachent de nombreuses connexions cachées entre différents organismes. Bien que dans la nature, comme le montre l'exemple, les chats ont relations neutres avec des chevaux ou des jmels, mais ils leur sont indirectement liés.

Comensalisme.

De nombreux types d'organismes entrent dans des relations qui ne profitent qu'à une seule partie, tandis que l'autre n'en souffre pas et rien n'est utile. Cette forme d'interaction entre les organismes est appelée commensalisme. Le comensalisme se manifeste souvent par la coexistence de différents organismes. Ainsi, les insectes vivent souvent dans des terriers de mammifères ou des nids d’oiseaux.

Vous pouvez souvent observer un tel établissement commun lorsque les moineaux construisent leurs nids dans les nids de grands oiseaux de proie ou de cigognes. Pour les oiseaux de proie, la proximité des moineaux ne gêne pas, mais pour les moineaux eux-mêmes, c'est une protection fiable de leurs nids.

Dans la nature, il existe même une espèce appelée crabe commensal. Ce petit crabe gracieux s’installe volontiers dans la cavité du manteau des huîtres. Ce faisant, il ne dérange pas le mollusque, mais il reçoit lui-même un abri, des portions d'eau fraîche et des particules nutritives qui lui parviennent avec l'eau.

Protocole de coopération.

La prochaine étape dans la coaction positive conjointe de deux organismes d’espèces différentes est proto-coopération, dans lequel les deux espèces bénéficient de l’interaction. Naturellement, ces espèces peuvent exister séparément sans aucune perte. Cette forme d'interaction est également appelée coopération primaire, ou coopération.

En mer, cette forme d’interaction mutuellement bénéfique, mais pas obligatoire, apparaît lorsque les crabes et les gouttières se rencontrent. Les anémones, par exemple, s'installent souvent sur la face dorsale des crabes, les camouflant et les protégeant avec leurs tentacules urticantes. À leur tour, les anémones de mer reçoivent des crabes des morceaux de nourriture qui restent de leur nourriture et utilisent les crabes comme véhicule. Les crabes et les anémones de mer peuvent exister librement et indépendamment dans un réservoir, mais lorsqu'ils sont à proximité, le crabe utilise même sa pince pour transplanter l'anémone de mer sur lui-même.

La nidification conjointe d'oiseaux de différentes espèces dans une même colonie (hérons et cormorans, échassiers et sternes de différentes espèces, etc.) est également un exemple de coopération dans laquelle les deux parties bénéficient, par exemple, de la protection contre les prédateurs.

Mutualisme.

Le mutualisme (ou symbiose obligatoire) est L'étape suivante adaptation mutuellement bénéfique des différentes espèces les unes aux autres. Elle diffère de la protocolecoopération par sa dépendance. Si dans la protocoopération les organismes qui entrent en communication peuvent exister séparément et indépendamment les uns des autres, alors dans le mutualisme l'existence de ces organismes séparément est impossible.

Ce type de coaction se produit souvent dans des organismes très différents, systématiquement distants, avec des besoins différents. Un exemple en est la relation entre les bactéries fixatrices d’azote (bactéries vésiculaires) et les légumineuses. Les substances sécrétées par le système racinaire des légumineuses stimulent la croissance des bactéries vésiculaires, et les déchets des bactéries entraînent une déformation des poils racinaires, ce qui déclenche la formation de vésicules. Les bactéries ont la capacité d'assimiler l'azote atmosphérique, déficitaire dans le sol mais macronutriment essentiel pour les plantes, ce qui dans ce cas profite grandement aux légumineuses.

Dans la nature, la relation entre les champignons et les racines des plantes est assez courante, appelée mycorhize. Le mycélium, en interaction avec les tissus racinaires, forme une sorte d'organe qui aide la plante à absorber plus efficacement les minéraux du sol. De cette interaction, les champignons obtiennent les produits de la photosynthèse végétale. De nombreux types d'arbres ne peuvent pousser sans mycorhizes, et certains types de champignons forment des mycorhizes avec les racines de certains types d'arbres (chêne et cèpes, bouleau et cèpes, etc.).

Un exemple classique de mutualisme est celui des lichens, qui combinent une relation symbiotique entre champignons et algues. Les liens fonctionnels et physiologiques entre eux sont si étroits qu'ils sont considérés comme distincts. groupe organismes. Le champignon dans ce système fournit aux algues de l'eau et des sels minéraux, et les algues, à leur tour, fournissent au champignon matière organique, qu'il synthétise lui-même.

Amensalisme.

Dans l’environnement naturel, tous les organismes n’ont pas un effet positif les uns sur les autres. Il existe de nombreux cas où, pour assurer leurs moyens de subsistance, une espèce nuit à une autre. Cette forme de coaction, dans laquelle un type d'organisme supprime la croissance et la reproduction d'un organisme d'une autre espèce sans rien perdre, est appelée amensalisme (antibiose). Un regard déprimé dans un couple qui interagit s'appelle amensalom, et celui qui supprime - inhibiteur.

L'amensalisme est mieux étudié chez les plantes. Au cours de leur vie, les plantes rejettent dans l'environnement substances chimiques, qui sont des facteurs influençant d’autres organismes. Concernant les plantes, l'amensalisme a son propre nom - allélopathie. On sait qu'en raison de la libération de substances toxiques par ses racines, Nechuyviter volokhatenki déplace d'autres plantes annuelles et forme des fourrés continus d'une seule espèce sur de vastes zones. Dans les champs, l’agropyre et d’autres mauvaises herbes sont évincées ou supprimées plantes cultivées. Le noyer et le chêne suppriment la végétation herbacée sous leurs couronnes.

Les plantes peuvent sécréter des substances alélopathiques non seulement à partir de leurs racines, mais également à partir de la partie aérienne de leur corps. Les substances alélopathiques volatiles rejetées dans l'air par les plantes sont appelées phytoncides. Fondamentalement, ils ont un effet destructeur sur les micro-organismes. Tout le monde connaît l’effet préventif antimicrobien de l’ail, des oignons et du raifort. Les conifères produisent beaucoup de phytoncides. Un hectare de plantation de genévrier commun produit plus de 30 kg de phytoncides par an. Les conifères sont souvent utilisés dans les zones peuplées pour créer des bandes de protection sanitaire autour diverses industries ce qui aide à purifier l'air.

Les phytoncides affectent négativement non seulement les micro-organismes, mais également les animaux. Diverses plantes sont utilisées depuis longtemps dans la vie quotidienne pour lutter contre les insectes. Ainsi, la baglitsa et la lavande sont de bons moyens pour lutter contre les mites.

L'antibiose est également connue chez les micro-organismes. Il a été découvert pour la première fois. Babesh (1885) et redécouvert par A. Fleming (1929). Il a été démontré que les champignons à pénicilline sécrètent une substance (pénicilline) qui inhibe la croissance des bactéries. Il est bien connu que certaines bactéries lactiques acidifient leur environnement de sorte que les bactéries putréfactives, qui nécessitent un environnement alcalin ou neutre, ne peuvent y exister. Les produits chimiques alélopathiques provenant de micro-organismes sont connus sous le nom de antibiotiques. Plus de 4 000 antibiotiques ont déjà été décrits, mais seulement 60 de leurs variétés environ sont largement utilisées dans la pratique médicale.

Les animaux peuvent également être protégés de leurs ennemis en sécrétant des substances qui mauvaise odeur(par exemple, parmi les reptiles - tortues vautours, serpents ; oiseaux - poussins de huppe ; mammifères - mouffettes, furets).

Prédation.

Le vol au sens large du terme est considéré comme un moyen d'obtenir de la nourriture et de nourrir des animaux (parfois des plantes), dans lequel ils attrapent, tuent et mangent d'autres animaux. Parfois, ce terme est compris comme toute consommation de certains organismes par d'autres, c'est-à-dire de telles relations entre organismes dans lesquelles certains utilisent les autres comme nourriture. Dans cette compréhension, le lièvre est un prédateur par rapport à l’herbe qu’il consomme. Mais nous utiliserons une compréhension plus étroite de la prédation, dans laquelle un organisme se nourrit d'un autre, qui est proche du premier en termes systématiques (par exemple, les insectes qui se nourrissent d'insectes ; les poissons qui se nourrissent de poissons ; les oiseaux qui se nourrissent de reptiles, les oiseaux et mammifères ; mammifères qui se nourrissent d'oiseaux et de mammifères). Le cas extrême de prédation, dans lequel une espèce se nourrit d’organismes de sa propre espèce, est appelé cannibalisme.

Parfois, un prédateur sélectionne ses proies en si grand nombre que cela n’affecte pas négativement la taille de sa population. Ce faisant, le prédateur contribue au meilleur état de la population de proies, qui s'est également déjà adaptée à la pression du prédateur. Le taux de natalité des populations de proies est supérieur à celui nécessaire au maintien normal de sa population. Au sens figuré, la population de proies prend en compte ce que le prédateur doit sélectionner.

Compétition interspécifique.

Entre organismes d'espèces différentes, ainsi qu'entre organismes d'une même espèce, naissent des interactions à travers lesquelles ils tentent d'obtenir la même ressource. De telles coactions entre différentes espèces sont appelées compétition interspécifique. En d’autres termes, on peut dire que la compétition interspécifique est toute interaction entre des populations de différentes espèces qui affecte négativement leur croissance et leur survie.

Les conséquences d'une telle concurrence peuvent être le déplacement d'un organisme par un autre d'un certain système écologique (principe d'exclusion compétitive). Dans le même temps, la compétition favorise l'émergence de nombreuses adaptations à travers le processus de sélection, qui conduit à la diversité des espèces qui existent dans une communauté ou une région particulière.

L'interaction compétitive peut concerner l'espace, la nourriture ou les nutriments, la lumière et bien d'autres facteurs. La compétition interspécifique, selon ses fondements, peut conduire soit à l'établissement d'un équilibre entre deux espèces, soit, en cas de compétition plus sévère, au remplacement d'une population d'une espèce par une population d'une autre. En outre, le résultat de la compétition peut être qu'une espèce en déplace une autre vers un autre endroit ou l'oblige à se tourner vers d'autres ressources.