Приклади кожної групи екологічних чинників. Екологічні фактори, їх вплив на організми

Екологічні фактори

Взаємодія людини та довкілля була об'єктом вивчення медицини в усі часи. Для оцінки впливів різних умов середовища було запропоновано термін «екологічний фактор», який широко використовується в екологічній медицині.

Фактор (від латинського factor - робить, що виробляє) - причина, рушійна силабудь-якого процесу, явища, що визначає його характер чи певні риси.

Екологічний фактор – це будь-який вплив навколишнього середовища, який може чинити прямий чи опосередкований вплив на живі організми. Екологічний фактор - це умова середовища, на яке живий організм реагує пристосувальними реакціями.

Екологічні чинники визначають умови існування організмів. Умови існування організмів і популяцій можна як регулюючі екологічні чинники.

Не всі екологічні чинники (наприклад, світло, температура, вологість, наявність солей, забезпеченість біогенними елементами тощо) однаково важливі для успішного виживання організму. Взаємини організму із середовищем є складний процес, у якому можна назвати найслабші, " вразливі " ланки. Ті фактори, які є критичними або лімітуючими для життєдіяльності організму, викликають найбільший інтерес насамперед із практичної точки зору.

Ідея про те, що витривалість організму визначається найслабшою ланкою серед

всіх його потреб, вперше була висловлена ​​К. Лібіхом в 1840 р. Він сформулював принцип, який відомий як закон мінімуму Лібіха: "Речовою, яка перебуває в мінімумі, керується врожай і визначається величина і стійкість останнього в часі".

Сучасне формулювання закону Ю.Лібіха звучить так: «Життєві можливості екосистеми лімітуються тими з екологічних факторів середовища, кількість і якість яких близькі до необхідного екосистеми мінімуму, зниження їх веде до загибелі організму або руйнування екосистеми».

Принцип, спочатку сформульований К. Лібіхом, нині поширений будь-які екологічні чинники, але він доповнений двома обмеженнями:

Належить тільки до систем, що перебувають у стаціонарному стані;

Належить не тільки до одного фактора, але і до комплексу факторів, різних за своєю природою та взаємодіючих у своєму впливі на організми та популяції.

За уявленнями, що лімітують вважають такий фактор, за яким для досягнення заданої (досить малої) відносної зміни відгуку потрібна мінімальна відносна зміна цього фактора.

Поряд із впливом нестачі, "мінімуму" екологічних факторів, негативним може бути і вплив надлишку, тобто максимуму факторів, таких як тепло, світло, волога. Уявлення про лімітуючий вплив максимуму нарівні з мінімумом ввів В. Шелфорд в 1913 р., який сформулював цей принцип як "закон толерантності": Лімітуючим фактором процвітання організму (виду) може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає величину витривалості ( толерантності) організму по відношенню до цього фактора.

Закон толерантності, сформульований В. Шелфордом, був доповнений рядом положень:

Організми можуть мати широкий діапазон толерантності щодо одного фактора та вузький – щодо іншого;

Найбільш поширені організми з більшим діапазоном толерантності;

Діапазон толерантності одного екологічного чинника може залежати від інших екологічних чинників;

Якщо умови по одному екологічному фактору не є оптимальними для виду, то це позначається і на діапазоні толерантності для інших екологічних факторів;

Межі толерантності значно залежить від стану організму; так, межі толерантності для організмів у період розмноження або на ранній стадіїрозвитку стадії зазвичай вже, ніж для дорослих;

Діапазон між мінімумом та максимумом екологічних факторів прийнято називати межами чи діапазоном толерантності. Для позначення меж толерантності до умов довкілля використовують терміни "еврібіонтний" - організм з широкою межею толерантності - і "стенобіонтний" - з вузьким.

На рівні угруповань і навіть видів відоме явище компенсації факторів, під яким розуміють здатність пристосовуватися (адаптуватися) до умов середовища так, щоб послабити лімітуючий вплив температури, світла, води та інших фізичних факторів. Види з широким географічним поширенням майже завжди утворюють адаптовані до місцевих умов популяції – екотипи. Стосовно людей існує термін «екологічний портрет».

Відомо, що не всі природні екологічні фактори однаково важливі для життєдіяльності людини. Так, найбільш суттєвими вважають інтенсивність сонячної радіації, температуру та вологість повітря, концентрацію кисню та вуглекислого газу в приземному шарі повітря, хімічний склад ґрунту та води. Найважливішим екологічним чинником є ​​харчовий. Для підтримки життєдіяльності, для зростання та розвитку, розмноження та збереження популяції людей необхідна енергія, яка виходить із навколишнього середовища у вигляді їжі.

Є кілька підходів до класифікації екологічних чинників.

По відношенню до організму екологічні чинники поділяють на: зовнішні (екзогенні) та внутрішні (ендогенні). Вважається що зовнішні фактори, діючи організм, самі не схильні або майже не схильні до його впливу. До них відносять чинники довкілля.

Зовнішні екологічні чинники стосовно екосистеми та живих організмів є впливом. Реакція екосистеми, біоценозу, популяцій та окремих організмів на ці впливи називається відгуком. Від характеру відгуку вплив вплив здатність організму пристосовуватися до умов довкілля, адаптуватися і набувати стійкість до впливу різних чинників середовища, зокрема несприятливих впливів.

Існує також таке поняття як летальний фактор (від лат. Letalis - смертельний). Це екологічний чинник, дія якого призводить до загибелі живих організмів.

При досягненні певних концентрацій летальними факторами можуть виступати багато хімічних та фізичних забруднювачів.

Внутрішні чинники співвідносяться із властивостями самого організму та утворюють його, тобто. входять до її складу. Внутрішні фактори - це чисельність та біомаса популяцій, кількість різних хімічних речовин, характеристики водної чи ґрунтової маси тощо.

За критерієм "життя" екологічні фактори ділять на біотичні та абіотичні.

До останніх відносять неживі компоненти екосистеми та її довкілля.

Абіотичні фактори середовища - компоненти та явища неживої, неорганічної природи, що прямо або опосередковано впливають на живі організми: кліматичні, ґрунтові та гідрографічні фактори. Основними абіотичними факторами середовища є температура, світло, вода, солоність, кисень, електромагнітні характеристики, ґрунт.

Абіотичні фактори поділяються на:

Фізичні

Хімічні

Біотичні фактори (від грецького biotikos – життєвий) – фактори живого середовища, що впливають на життєдіяльність організмів.

Біотичні фактори поділяються на:

Фітогенні;

Мікробогенні;

Зоогенні:

Антропогенні (соціально-культурні).

Дія біотичних факторів виявляється у формі взаємовпливів одних організмів на життєдіяльність інших організмів і всіх разом на довкілля. Розрізняють: прямі та непрямі взаємини між організмами.

Останні десятиліття дедалі частіше використовується термін антропогенні чинники, тобто. викликані людиною. Антропогенні фактори протиставляють природним чи природним факторам.

Антропогенним фактором називають сукупність екологічних факторів та впливів, зумовлених людською діяльністю в екосистемах та біосфері в цілому. Антропогенний фактор - безпосередній вплив людини на організми або вплив на організми через зміну людиною їх довкілля.

Екологічні чинники поділяються також на:

1. Фізичні

Природні

Антропогенні

2. Хімічні

Природні

Антропогенні

3. Біологічні

Природні

Антропогенні

4. Соціальні (соціально-психологічні)

5. Інформаційні.

Екологічні чинники поділяються також на клімато-географічні, біогеографічні, біологічні, а також ґрунтові, водні, атмосферні тощо.

Фізичні чинники.

До фізичних природних факторів належать:

Кліматичні, зокрема мікроклімат території;

Геомагнітна активність;

Природне радіаційне тло;

Космічне випромінювання;

Рельєф місцевості;

Фізичні чинники поділяються на:

Механічні;

Вібрацію;

Акустичні;

ЕМ-випромінювання.

Фізичні антропогенні фактори:

Мікроклімат населених пунктів та приміщень;

Забруднення середовища електоромагнітним випромінюванням (іонізуючим та неіонізуючим);

Шумове забруднення середовища;

Теплове забруднення середовища;

Деформованість видимого середовища (зміна рельєфу місцевості та колірної гамиу населених пунктах).

Хімічні фактори.

До природних хімічних факторів належать:

Хімічний склад літосфери:

хімічний склад гідросфери;

Хімічний склад атмосфери,

Хімічний склад їжі.

Хімічний склад літосфери, атмосфери та гідросфери залежить від природного складу + викид хімічних речовин у результаті геологічних процесів (наприклад, домішки сірководню внаслідок виверження вулана) та життєдіяльності живих організмів (наприклад, домішки у повітрі фітонцидів, терпенів).

Антропогенні хімічні фактори:

Господарсько-побутові відходи,

Промислові відходи,

Синтетичні матеріали, що використовуються в побуті, сільському господарстві та промисловому виробництві,

Продукти фармацевтичної промисловості,

Пишові добавки.

Дія хімічних факторів на організм людини може бути обумовлена:

Надлишком або недоліком вмісту природних хімічних елементів у

довкілля (природні мікроелементози);

Надлишком вмісту природних хімічних елементів у навколишньому

середовищі, пов'язаних з діяльністю людини (антропогенне забруднення),

Присутністю у навколишньому середовищі невластивих їй хімічних елементів

(ксенобіотиків) внаслідок антропогенного забруднення.

Біологічні фактори

Біологічні, чи біотичні (від грецького biotikos – життєвий) екологічні чинники - чинники живого середовища, які впливають життєдіяльність організмів. Дія біотичних чинників виявляється у формі взаємовпливів одних організмів на життєдіяльність інших, і навіть їхнього спільного впливу середовище проживання.

Біологічні фактори:

Бактерії;

Рослини;

Найпростіші;

Комахи;

Безхребетні (у тому числі гельмінти);

Хребетні.

Соціальне середовище

Здоров'я людини не визначається повністю набутими в онтогенезі біологічними та психологічними властивостями. Людина – істота соціальна. Він живе у суспільстві, керованому з допомогою державних законів, з одного боку, з іншого, - з допомогою про загальноприйнятих законів, моральних установок, правил поведінки, зокрема які передбачають різні обмеження тощо.

Соціум з кожним роком ставати все складнішим і надає все більшого впливу на здоров'я особистості, популяції, суспільства. За користування благами цивілізованого суспільства людина повинна жити у жорсткій залежності від прийнятого у соціумі способу життя. За ці блага, часто дуже сумнівні, особистість платить частиною своєї свободи, або ж повністю усією свободою. А особистість невільна, залежна не може бути цілком здоровою та щасливою. Якась частина свободи людини, що віддається технокритичному суспільству в обмін на переваги цивілізованого життя, постійно тримає його в стані нервово-психічної напруги. Постійне нервово-психічне перенапруга і перенапруга веде до зменшення психічної стійкості рахунок зниження резервних можливостей нервової системи. До того ж існує безліч соціальних факторів, які можуть призвести до зриву адаптаційних можливостей людини та розвитку різних хвороб. До них відносяться і соціальна невлаштованість, невпевненість у завтрашньому дні, моральна пригніченість, які розцінюються як провідні фактори ризику.

Соціальні фактори

Соціальні чинники поділяються на:

1. соціальний устрій;

2. виробнича сфера (промисловість, сільське господарство);

3. побутова сфера;

4. освіта та культура;

5. населення;

6. ЗО та медицина;

7. ін сфери.

Існує також наступне угруповання соціальних факторів:

1. Соціальна політика, яка формує соціотип;

2. Соціальне забезпечення, що безпосередньо впливає на формування здоров'я;

3. Екологічна політика, яка формує екотип.

Соціотип - непряма характеристика інтегрального соціального вантажу за сукупністю факторів соціального середовища.

Соціотип включає в себе:

2. умови праці, відпочинку та побуту.

Будь-який екологічний чинник по відношенню до людини може бути: а) сприятливим - сприяє його здоров'ю, розвитку та реалізації; б) несприятливим, що веде до його хвороби та деградації, в) що впливає і того й іншого роду. Не менш очевидно також, що насправді більшість впливів відносяться до останнього типу, маючи як позитивні, так і негативні сторони.

В екології існує закон оптимуму, згідно з яким будь-який екологічний

фактор має певні межі позитивного впливу живі організми. Оптимальний фактор – найбільш сприятлива для організму інтенсивність екологічного фактора.

Впливи можуть відрізнятися також за масштабом: одні зачіпають все населення країни в цілому, інші - жителів того чи іншого регіону, треті - групи, що виділяються за демографічними характеристиками, четверті - окремого громадянина.

Взаємодія факторів - одночасна або послідовна сумарна дія на організми різних природних та антропогенних факторів, що призводить до ослаблення, посилення або видозміни дії окремого фактора.

Синергізм - комбінований вплив двох або більше факторів, що характеризується тим, що їхня спільна біологічна дія значно перевищує ефект кожного компонента та їх суми.

Слід зрозуміти і запам'ятати, що основну шкоду здоров'ю завдають не окремі екологічні чинники, а сукупне інтегральне навантаження на організм. Вона складається з екологічного вантажу та соціального вантажу.

Екологічний вантаж - сукупність несприятливих для здоров'я людини факторів та умов природного та техногенного середовища. Екотип - непряма характеристика інтегрального екологічного вантажу за сукупністю факторів природного та техногенного середовища.

Для оцінок екотипу необхідні гігієнічні дані про:

Якість житла,

Питної води,

Повітря,

Ґрунти, продуктів харчування,

ліків і т.д.

Соціальний вантаж – сукупність несприятливих здоров'ю людини чинників та умов соціального життя.

Чинники довкілля, що формують здоров'я населення

1. Клімато-географічні ¦характеристики.

2. Соціально-економічні показники місця проживання (місто, село).

3. Санітарно-гігієнічні характеристики довкілля (повітря, води, ґрунту).

4. Особливості харчування населення.

5. Характеристика трудової діяльності:

Професія

Санітарно-гігієнічні умови праці,

Наявність професійних шкідливостей,

Психологічний мікроклімат на службі,

6. Сімейно-побутові фактори:

Склад сім'ї,

Характер житла,

Середній дохід на 1 члена сім'ї,

Організація сімейного побуту.

Розподіл позаробочого часу,

Психологічний клімат у ній.

Показники, що характеризують ставлення до стану здоров'я та визначають активність щодо його підтримки:

1. Суб'єктивна оцінка власного здоров'я (здоровий, хворий).

2. Визначення місця особистого здоров'я та здоров'я членів сім'ї у системі індивідуальних цінностей (ієрархії цінностей).

3. Інформованість про фактори, що сприяють збереженню та зміцненню здоров'я.

4. Наявність шкідливих звичок та залежностей.

ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

Екологічні фактори - це певні умови та елементи середовища, які мають специфічний вплив на живий організм. Організм реагує вплив екологічних чинників пристосувальними реакціями. Екологічні чинники визначають умови існування організмів.

Класифікація екологічних факторів (за походженням)

• 1. Абіотичні фактори – це сукупність факторів неживої природи, що впливають на життя та поширення живих організмів. Серед них розрізняють:
• 1.1. Фізичні фактори- такі чинники, джерелом яких є фізичний стан чи явище (наприклад, температура, тиск, вологість, рух повітря та інших.).
• 1.2. Хімічні фактори- такі фактори, що обумовлені хімічним складомсередовища (солона води, вміст кисню в повітрі та ін).
• 1.3. Едафічні фактори(ґрунтові) - сукупність хімічних, фізичних, механічних властивостейгрунтів і гірських порід, що впливають як на організми, для яких вони є довкіллям, так і на кореневу системурослин (вологість, структура ґрунту, вміст біогенних елементів та ін.).
• 2. Біотичні чинники - сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на життєдіяльність інших, і навіть на неживу компоненту довкілля.
• 2.1. Внутрішньовидові взаємодіїхарактеризують взаємовідносини між організмами на рівні популяції. В основі їх лежить внутрішньовидова конкуренція.
• 2.2. Міжвидові взаємодіїхарактеризують взаємовідносини між різними видами, які можуть бути сприятливими, несприятливими та нейтральними. Відповідно, позначимо характер впливу +, - або 0. Тоді можливі такі типи комбінацій міжвидових взаємин:
• 00 нейтралізм- обидва види незалежні і не мають жодного впливу один на одного; у природі зустрічається рідко (білка та лось, метелик та комар);

+0 коменсалізм- один вид має користь, а інший не має ніякої вигоди, шкоди теж; (великі ссавці (собаки, олені) служать рознощиками плодів і насіння рослин (реп'ях), не отримуючи ні шкоди, ні користі);

-0 аменсалізм- один вид відчуває від іншого пригнічення росту та розмноження; (світлолюбні трави, що ростуть під ялиною, страждають від затінення, а самому дереву це байдуже);

++ симбіоз- Взаємовигідні відносини:

• ? мутуалізм- види що неспроможні існувати друг без друга; інжир і бджоли, що запилюють його; лишайник;
• ? протокооперація- спільне існування вигідне обом видам, але є обов'язковою умовою виживання; запилення бджолами різних лугових рослин;
• - - конкуренція- кожен із видів надає на інший несприятливий вплив; (Рослини конкурують між собою за світло і вологу, тобто коли використовують одні і ті ж ресурси, тим більше, якщо вони недостатні);

Хижацтво - хижий вид живиться своєю жертвою;

• 2.3. Вплив на неживу природу(Мікроклімат). Наприклад, у лісі під впливом рослинного покриву створюється особливий мікроклімат, або мікросередовище, де в порівнянні з відкритим місцем проживання створюється свій температурно-вологий режим: взимку тут на кілька градусів тепліше, влітку - прохолодніше і вологіше. Особливе мікросередовище створюється також у кроні дерев, у норах, в печерах тощо.
• 3. Антропогенні фактори - фактори, породжені діяльністю людини та які впливають на навколишню природне середовище: безпосередній вплив людини на організми або вплив на організми через зміну людиною їх довкілля (забруднення навколишнього середовища, ерозія грунтів, знищення лісів, опустелювання, скорочення біологічного розмаїття, зміна клімату та ін.). Виділяють такі групи антропогенних факторів:
• 1. зміна структури земної поверхні;
• 2. зміна складу біосфери, круговороту і балансу речовини, що входить до неї;
• 3. зміна енергетичного та теплового балансуокремих ділянок та регіонів;
• 4. зміни, які вносяться в біоту.

Існує й інша класифікація екологічних чинників. Більшість факторів якісно та кількісно змінюється у часі. Наприклад, кліматичні фактори (температура, освітленість та ін) змінюються протягом доби, сезону, по роках. Чинники, зміна яких у часі повторюється регулярно, називають періодичними . До них відносяться не лише кліматичні, а й деякі гідрографічні – припливи та відливи, деякі океанські течії. Чинники, що виникають несподівано (виверження вулкана, напад хижака тощо) називаються неперіодичними .

Термін «екологія» ввів у науку німецький вчений Ернст Геккель (E. Haeckel) у 1869 р. Формальне визначення дати досить легко, оскільки слово «екологія» походить від грецьких слів «ойкос» – житло, притулок та «логос» – наука. Тому екологію часто визначають як науку про відносини між організмами або групами організмів (популяцій, видів) з навколишнім середовищем. Інакше висловлюючись, предмет екології - це сукупність зв'язків між організмами та умовами їх існування (середовищем), яких залежить успішність їх виживання, розвитку, розмноження, поширення, конкурентоспроможність.

У ботаніці термін «екологія» першим ужив датський ботанік Є. Вармінг у 1895 р.

У широкому значенніпід середовищем (або навколишнім середовищем) розуміють сукупність матеріальних тіл, явищ і енергії, хвиль і полів, що так чи інакше впливають на . Однак різні середовищадалеко не однаково сприймаються живим організмом, оскільки значення їх життя різна. Серед них є практично байдужі для рослин, наприклад, інертні гази, що містяться в атмосфері. Інші елементи середовища, навпаки, надають помітне, часто - значний вплив на рослину. Їх називають екологічними чинниками. Такими є, наприклад, світло, вода в атмосфері та в ґрунті, повітря, засолення ґрунтових вод, природна та штучна радіоактивність і т. д.). З поглибленням наших знань перелік екологічних факторів розширюється, оскільки у ряді випадків виявляється, що рослини здатні реагувати на елементи середовища, які раніше вважалися байдужими (наприклад, магнітне поле, сильний шумовий вплив, електричні поля тощо).

Класифікація екологічних факторів

Класифікувати екологічні чинники можна у різних понятійних системах координат.

Розрізняють, наприклад, ресурсні та нересурсні екологічні фактори. Ресурсні фактори - це речовина та (або) , що залучаються в біологічний кругообіг рослинним співтовариством (наприклад, світло, вода, вміст у ґрунті елементів мінерального харчування тощо); відповідно, нересурсні фактори не беруть участь у циклах трансформації речовини та енергії та екосистемах (наприклад, рельєф).

Розрізняють також прямодіючі та опосередковані екологічні фактори. Перші безпосередньо впливають на обмін речовин, формоутворювальні процеси, зростання та розвиток (світло), другі впливають на організм через зміну інших факторів (наприклад, трансабіотичні та трансбіотичні форми взаємодій). Оскільки в різних екологічних ситуаціях багато факторів можуть виступати і як прямодіючі, і як опосередковані, краще говорити не про поділ факторів, а про пряму або непряму їх дію на рослину.

Найбільш широко використовується класифікація екологічних факторів за їх походженням та характером дії:

I. Абіотичні фактори:

а) кліматичні - світло, тепло, (його склад і рух), волога (включаючи опади в різних формах, вологість повітря) тощо;

б) едафічні (або ґрунтово-грунтові) - фізичні (гранулометричний склад, водопроникність) та хімічні (рН ґрунтів, вміст у них елементів мінерального живлення, макро- та мікроелементів тощо) властивості ґрунтів;

в) топографічні (або орографічні) – умови рельєфу.

ІІ. Біотичні фактори:

а) фітогенні - прямий і опосередкований вплив рослин-мешканців;

б) зоогенні - прямий та опосередкований вплив тварин (поїдання, витоптування, діяльність землерів, запилення, поширення плодів та насіння);

в) прокаріотогенні фактори – вплив бактерій та синьо-зелених водоростей (негативний вплив фітопатогенних бактерій, позитивний вплив вільноживучих та симбіотично пов'язаних азотфіксуючих бактерій, актиноміцетів та ціанів);

Докладніше про біотичні фактори можна почитати зі статті

Специфічні форми впливу людини на рослинний покрив, їх спрямованість, масштаби дозволяють виділяти й антропогенні чинники.

ІІІ. Антропогенні фактори, пов'язані з багатосторонніми формами сільськогосподарської діяльності людини (випас, сінокосіння), її промислової діяльності (викиди газів, будівництво, видобуток корисних копалин, транспортні комунікації та трубопроводи), з освоєнням космосу та рекреаційною діяльністю.

У цю найпростішу класифікацію укладаються далеко не всі, лише головні екологічні чинники. Є й інші, менш суттєві для життя рослини (атмосферна електрика, магнітне поле Землі, іонізуюче випромінювання та ін.).

Зауважимо, проте, що наведений поділ певною мірою умовно, оскільки (і це важливо підкреслити як у теоретичному, так і практичному відношенні) середовище впливає на організм як єдине ціле, а поділ факторів та їх класифікація є не що інше, як методичний прийом, що полегшує пізнання та вивчення закономірностей взаємозв'язків рослини та середовища.

Загальні закономірності впливу екологічних факторів

Вплив екологічних чинників на живий організм дуже різноманітний. Одні фактори - провідні - мають сильніший вплив, інші - другорядні - діють слабше; одні чинники впливають попри всі боку життя рослини, інші - якийсь певний життєвий процес. Проте можна уявити загальну схемузалежність реакції організму під впливом екологічного чинника.

Якщо по осі абсцис (X) буде відкладена інтенсивність фактора у своєму фізичному вираженні ( , концентрація солей у ґрунтовому розчині, рН, освітленість місця проживання і т. д.), а по осі ординат (У) - реакція організму або популяції на цей фактор її кількісному вираженні (інтенсивність того чи іншого фізіологічного процесу - фотосинтезу, поглинання води корінням, росту і т. д.; морфологічна характеристика - висота рослини, розміри листя, кількість насіння, що продукується, і т. д.; популяційні характеристики - чисельність особин на одиницю площі , частота народження і т. д.), ми отримуємо наступну картину.

Діапазон дії екологічного фактора (область толерантності виду) обмежений точками мінімуму та максимуму, які відповідають крайнім значенням даного фактора, за якого можливе існування рослини. Крапка на осі абсцис, що відповідає найкращим показникам життєдіяльності рослини, означає оптимальну величину фактора – це точка оптимуму. У зв'язку з труднощами в точному визначенніцієї точки зазвичай говорять про деяку зону оптимуму, або про зону комфорту. Крапки оптимуму, мінімуму і максимуму становлять три кардинальні точки, що визначають можливості реакції виду на даний фактор. Крайні ділянки кривої, що виражають стан пригнічення при різкій нестачі або надлишку фактора, називають областями песимуму; їм відповідають песимальні значення фактора. Поблизу критичних точок лежать сублетальні величини чинника, а поза зони толерантності - летальні.

Види різняться друг від друга становищем оптимуму не більше градієнта екологічного чинника. Наприклад, ставлення до тепла у арктичних та тропічних видів. Різною може бути ширина діапазону дії фактора (або зони оптимуму). Є види, наприклад, для яких оптимальний низький рівень освітленості (печерні мохоподібні) або відносно високий рівеньосвітленості (високогірні альпійські рослини). Але відомі і види, що однаково добре ростуть і при повному освітленні, і при значному затіненні (наприклад, збірна їжака - Dactylis glomerata).

Так само одні лугові трави віддають перевагу грунту з певним, досить вузьким діапазоном кислотності, інші добре ростуть у широкому діапазонірН – від сильнокислого до лужного. Перший випадок свідчить про вузьку екологічну амплітуду рослин (вони є стенобіонтними або стенотопними), другий - про широку екологічну амплітуду (еврібіонтні або евритопні рослини). Між категоріями евритопності та стенотопності лежить ряд проміжних якісних категорій (геміевритопні, гемістенотопні).

Широта екологічної амплітуди стосовно різних екологічних чинників часто буває різною. Можна бути стенотопним по відношенню до одного фактора та евритопним по відношенню до іншого: наприклад, рослини можуть бути приурочені до вузького діапазону температур та широкого діапазону солоності.

Взаємодія екологічних факторів

Фактори середовища впливають на рослину спільно і одночасно, причому дія одного фактора великою мірою залежить від «екологічного фону», тобто від кількісного вираження інших факторів. Це взаємодії чинників добре видно з прикладу експерименту з водним мохом Fontinalis. У цьому вся експерименті наочно показано, що освітленість по-різному діє інтенсивність фотосинтезу при різному змісті З 2 в .

Експеримент також показує, що подібний біологічний ефект може вийти за часткової заміни дії одного фактора іншим. Так, одна і та ж інтенсивність фотосинтезу може бути досягнута або збільшенням освітленості до 18 тисяч люкс, або, при нижчій освітленості - підвищенням концентрації СО 2 .

Тут проявляється часткова взаємозамінність дії одного екологічного чинника іншим. Водночас жоден із необхідних екологічних факторів не може бути замінений іншим: зелена рослинане можна виростити в повній темряві навіть при дуже хорошому мінеральному харчуванні або дистильованій воді при оптимальному тепловому режимі. Іншими словами, існує часткова замінність основних екологічних факторів і водночас їхня повна незамінність (у цьому сенсі іноді говорять також про їхню рівнозначну важливість для життя рослини). Якщо значення хоча б одного з необхідних факторів виходить за межі діапазону толерантності (нижче за мінімум і вище максимуму), то існування організму стає неможливим.

Лімітуючі фактори

У разі, якщо який-небудь із факторів, що становлять умови існування, має песимальне значення, то він обмежує дію інших факторів (хоч би сприятливими вони були) і визначає кінцевий результат дії середовища на рослину. Змінити цей кінцевий результат можна лише впливаючи на фактор, що обмежує. Цей «закон обмежуючого чинника» спочатку був сформульований в агрохімії німецьким агрохіміком, одним із основоположників агрохімії Юстусом Лібіхом у 1840 році і тому часто називається законом Лібіха.

Їм було помічено, що при нестачі в ґрунті або живильному розчині одного з необхідних хімічних елементів, ніякі добрива, що містять інші елементи, на рослину не діють, і лише додавання «іонів у мінімумі» дає збільшення врожаю. Численні приклади дії обмежуючих чинників у експерименті, а й у природі показують, що це явище має общеэкологическое значення. Один із прикладів дії «закону мінімуму» у природі – пригнічення трав'янистих рослинпід пологом букових лісів, де при оптимальному тепловому режимі, підвищеному вмісті вуглекислого газу, досить багатих ґрунтах та інших оптимальних умовах можливості розвитку трав обмежуються різким недоліком світла.

Виявлення «факторів у мінімумі» (і в максимумі) та усунення їхньої дії, що обмежує, іншими словами, оптимізація середовища для рослин, складають важливе практичне завдання в раціональному використанні рослинного покриву.

Аутекологічний та синекологічний ареал та оптимум

Ставлення рослин до екологічних чинників тісно залежить від впливу інших рослин-мешканців (насамперед - від конкурентних відносин із нею). Часто має місце ситуація, коли вид може успішно виростати в широкому діапазоні дії будь-якого фактора (що визначається експериментально), але присутність сильного конкурента змушує його обмежуватись вужчою зоною.

Наприклад, сосна звичайна (Pinus sylvestris) має дуже широкий екологічний ареал по відношенню до ґрунтових факторів, але в тайговій зоні утворює ліси головним чином на сухих бідних піщаних ґрунтахабо на сильно перезволожених торфовищах, тобто там, де відсутні конкуруючі деревні породи. Тут реальне положення оптимумів і областей толерантності по-різному для рослин, що зазнають або не зазнають біотичного впливу. У зв'язку з цим розрізняють екологічний оптимум виду (за відсутності конкуренції) та фітоценотичний оптимум, що відповідає реальній позиції виду у ландшафті чи біомі.

Крім положення оптимуму розрізняють межі витривалості виду: екологічний ареал (потенційні межі поширення виду, що визначаються лише його ставленням до цього фактора) та реальний фітоценотичний ареал.

Часто в цьому контексті говорять про потенційний і реальний оптимум та ареал. У зарубіжній літературі пишуть також про фізіологічний та екологічний оптимум та ареал. Краще говорити про аутекологічний та синекологічний оптимум та ареал виду.

У різних видівспіввідношення екологічного і фітоценотичного ареалів по-різному, але завжди екологічний ширший за фітоценотичний. Внаслідок взаємодії рослин відбувається звуження ареалу і часто зміщення оптимуму.

Екологічний фактор - умова довкілля, що впливає на організм. Середовище включає всі тіла і явища, з якими організм знаходиться в прямих або непрямих відносинах.

Один і той же фактор середовища має різне значення в житті організмів, що спільно живуть. Наприклад, сольовий режим ґрунту відіграє першорядну роль при мінеральному харчуванні рослин, але байдужий для більшості наземних тварин. Інтенсивність освітлення та спектральний склад світла винятково важливі у житті фототрофних рослин, а в житті гетеротрофних організмів (грибів та водних тварин) світло не надає помітного впливу на їхню життєдіяльність.

Екологічні чинники діють організми по-різному. Вони можуть виступати як подразники, що спричиняють пристосувальні зміни фізіологічних функцій; як обмежувачі, що зумовлюють неможливість існування тих чи інших організмів у цих умовах; як модифікатори, що визначають морфологічні та анатомічні зміни організмів.

Класифікація екологічних факторів

Прийнято виділяти біотичні, антропогенні та абіотичні екологічні фактори.

Біотичні фактори - вся безліч факторів середовища, пов'язаних з діяльністю живих організмів. До них відносяться фітогенні (рослини), зоогенні (тварини), мікробіогенні (мікроорганізми) фактори.

Антропогенні фактори - все безліч факторів, пов'язаних із діяльністю людини. До них відносяться фізичні (використання атомної енергії, переміщення в поїздах та літаках, вплив шуму та вібрації та ін.), хімічні (використання мінеральних добрив та отрутохімікатів, забруднення оболонок Землі відходами промисловості та транспорту; куріння, вживання алкоголю та наркотиків, надмірне використання лікарських засобів коштів [джерело не зазначено 135 днів]), біологічні (продукти харчування; організми, для яких людина може бути місцем існування або джерелом харчування), соціальні (пов'язані з відносинами людей і життям в суспільстві) фактори.

Абіотичні фактори - вся безліч факторів, пов'язаних з процесами в неживій природі. До них відносяться кліматичні (температурний режим, вологість, тиск), едафогенні (механічний склад, повітропроникність, щільність ґрунту), орографічні (рельєф, висота над рівнем моря), хімічні (газовий склад повітря, сольовий склад води, концентрація, кислотність), фізичні (Шум, магнітні поля, теплопровідність, радіоактивність, космічне випромінювання)

Найчастіше зустрічається класифікація екологічних факторів (факторів середовища)

ЗА ЧАСОМ: еволюційний, історичний, чинний

ПО ПЕРІОДИЧНОСТІ: періодичний, неперіодичний

ПО ЧЕРГОВОСТІ ВИНИКНЕННЯ: первинний, вторинний

З ПОХОДЖЕННЯ: космічний, абіотичний (він же абіогенний), біогенний, біологічний, біотичний, природно-антропогенний, антропогенний (в т.ч. техногенний, забруднення середовища), антропічний (в т.ч. занепокоєння)

ЗА СЕРЕДОВИЩЕ ВИНИКНЕННЯ: атмосферний, водний (він же вологості), геоморфологічний, едафічний, фізіологічний, генетичний, популяційний, біоценотичний, екосистемний, біосферний

ЗА ХАРАКТЕРОМ: речовинно-енергетичний, фізичний (геофізичний, термічний), біогенний (він же біотичний), інформаційний, хімічний (солоність, кислотність), комплексний (екологічний, еволюції, системоутворюючий, географічний, кліматичний)

ЗА ОБ'ЄКТОМ: індивідуальний, груповий (соціальний, етологічний, соціально-економічний, соціально-психологічний, видовий (в т.ч. людський, життя суспільства)

ЗА УМОВИ СЕРЕДОВИЩА: залежить від щільності, не залежить від щільності

ЗА СТУПЕНЮ ВПЛИВУ: летальний, екстремальний, лімітуючий, хвилюючий, мутагенний, тератогенний; канцерогенний

ЗА СПЕКТРОМ ВПЛИВУ: виборчий, загальної дії

3. Закономірності впливу екологічних факторів на організм

Реакція організмів на вплив абіотичних факторів. Вплив екологічних чинників на живий організм дуже різноманітний. Одні фактори надають більше сильний вплив, інші діють слабше; одні впливають попри всі боку життя, інші - певний життєвий процес. Проте в характері їх впливу на організм і в реакціях живих істот у відповідь можна виявити ряд загальних закономірностей, що укладаються в деяку загальну схему дії екологічного фактора на життєдіяльність організму (рис. 14.1).

На рис. 14.1 по осі абсцис відкладена інтенсивність (або «доза») фактора (наприклад, температура, освітленість, концентрація солей у ґрунтовому розчині, рН або вологість ґрунту та х д.), а по осі ординат – реакція організму на вплив екологічного фактора у його кількісному вираженні (наприклад, інтенсивність фотосинтезу, дихання, швидкість зростання, продуктивність, чисельність особин на одиницю площі і т. д.), тобто ступінь благодійності фактора.

Діапазон дії екологічного фактора обмежений відповідними крайніми пороговими значеннями (точки мінімуму та максимуму), за яких ще можливе існування організму. Ці точки називаються нижньою та верхньою межами витривалості (толерантності) живих істот по відношенню до конкретного фактора середовища.

Точка 2 на осі абсцис, що відповідає найкращим показникам життєдіяльності організму, означає найбільш сприятливу для організму величину фактора, що впливає, - це точка оптимуму. Для більшості організмів визначити оптимальне значення фактора з достатньою точністю найчастіше важко, тому прийнято говорити про зону оптимуму. Крайні ділянки кривої, що виражають стан пригнічення організмів при різкій нестачі чи надлишку фактора, називають областями песимуму чи стресу. Поблизу критичних точок лежать сублетальні величини чинника, а поза зони виживання -летальные.

Подібна закономірність реакції організмів на вплив екологічних факторів дозволяє розглядати її як фундаментальний біологічний принцип: для кожного виду рослин та тварин існує оптимум, зона нормальної життєдіяльності, песимальні зони та межі витривалості по відношенню до кожного фактора середовища.

Різні види живих організмів помітно відрізняються один від одного як за становищем оптимуму, так і за межами витривалості. Наприклад, песці в тундрі можуть переносити коливання температури повітря в діапазоні близько 80°С (від +30 до -55°С), деякі тепловодні рачки витримують зміни температури води в інтервалі не більше 6°С (від 23 до 29°С), нитчаста ціанобактерія осцилаторія, що живе на острові Ява у воді з температурою 64 ° С, гине при 68 ° С вже через 5-10 хв. Так само одні лучні трави віддають перевагу грунту з досить вузьким діапазоном кислотності - при рН = 3,5-4,5 (наприклад, верес звичайний, білоус стирчить, щавель малий служать індикаторами кислих грунтів), інші добре ростуть при широкому діапазоні рН - від сильнокислого до лужного (наприклад, сосна звичайна). У зв'язку з цим організми, для існування яких необхідні суворо визначені, щодо постійні умовиСередовища називають стенобіонтними (грец. stenos - вузький, bion - живий), а ті, що живуть у широкому діапазоні мінливості умов середовища, -еврібіонтними (грец. eurys - широкий). При цьому організми одного і того ж виду можуть мати вузьку амплітуду по відношенню до одного фактора і широку - до іншого (наприклад, пристосованість до вузького діапазону температур та широкого діапазону солоності води). Крім того, та сама доза фактора може бути оптимальною для одного виду, песимальною для іншого і виходити за межі витривалості для третього.

Здатність організмів адаптуватися до певного діапазону мінливості факторів середовища називають екологічною пластичністю. Ця особливість є однією з найважливіших властивостей всього живого: регулюючи свою життєдіяльність відповідно до змін умов середовища, організми набувають можливості виживати та залишати потомство. Отже, еврибіонтні організми є екологічно найбільш пластичними, що забезпечує їх широке поширення, а стенобіонтні, навпаки, відрізняються слабкою екологічною пластичністю і, як наслідок, зазвичай мають обмежені ареали поширення.

Взаємодія екологічних факторів. Обмежує фактор. Екологічні чинники впливають на живий організм разом та одночасно. При цьому дія одного фактора залежить від того, з якою силою та в якому поєднанні діють одночасно інші фактори. Ця закономірність дістала назву взаємодія факторів. Наприклад, спеку чи мороз легше переносити при сухому, а чи не при вологому повітрі. Швидкість випаровування води листям рослин (транспірація) значно вища, якщо температура повітря висока, а погода вітряна.

У деяких випадках нестача одного фактора частково компенсується посиленням іншого. Явище часткової взаємозамінності впливу екологічних чинників називається ефектом компенсації. Наприклад, в'янення рослин можна призупинити збільшенням кількості вологи в грунті, так і зниженням температури повітря, що зменшує транспірацію; у пустелях нестача опадів до певної міри поповнюється підвищеною відносною вологістю повітря в нічний час; в Арктиці тривалий світловий день влітку компенсує нестачу тепла.

Разом про те жоден із необхідних організму екологічних чинників може бути повністю замінений іншим. Відсутність світла робить життя рослин неможливим, незважаючи на найсприятливіші поєднання інших умов. Тому якщо значення хоча б одного з життєво необхідних екологічних факторів наближається до критичної величини або виходить за її межі (нижче за мінімум або вище максимуму), то, незважаючи на оптимальне поєднання інших умов, особам загрожує загибель. Такі фактори називаються такими, що обмежують (лімітують).

Природа обмежуючих чинників може бути різною. Наприклад, пригнічення трав'янистих рослин під пологом букових лісів, де при оптимальному тепловому режимі, підвищеному вмісті вуглекислого газу, багатих ґрунтах можливості розвитку трав обмежуються недоліком світла. Змінити такий результат можна лише впливом на фактор, що обмежує.

Обмежуючі чинники середовища визначають географічний ареал виду. Так, просування виду на північ може лімітуватися недоліком тепла, а в райони пустель і сухих степів - недоліком вологи або надто високими температурами. Чинником, що обмежує поширення організмів, можуть бути і біотичні відносини, наприклад зайнятість території сильнішим конкурентом або нестача запилювачів для квіткових рослин.

Виявлення обмежуючих чинників та усунення їх дії, тобто оптимізація довкілля живих організмів, становить важливу практичну мету у підвищенні врожайності сільськогосподарських культур та продуктивності свійських тварин.

Межа толерантності (лат. tolerantio – терпіння) – діапазон екологічного фактора між мінімальним та максимальним значеннями, в межах якого можлива виживання організму.

4. Закон обмежуючого (лімітуючого) чинника чи закон мінімуму Либиха - одне із фундаментальних законів у екології, який проголошує, що найбільш значимий організму той чинник, який найбільше відхиляється від оптимального його значення. Тому під час прогнозування екологічних умов чи виконання експертиз дуже важливо визначити слабку ланку у житті організмів.

Саме від цього мінімально (або максимально) представленого в даний конкретний момент екологічного фактора залежить виживання організму. В інші часи обмежують можуть бути інші фактори. Протягом життя особини видів зустрічаються з різними обмеженнями своєї життєдіяльності. Так, фактором, що обмежує поширення оленів, є глибина снігового покриву; метелики озимої совки (шкідника овочевих та зернових культур) – зимова температура тощо.

Цей закон враховується у практиці сільського господарства. Німецький хімік Юстус Лібіх встановив, що продуктивність культурних рослин насамперед залежить від того поживної речовини(мінерального елемента), який представлений у ґрунті найслабше. Наприклад, якщо фосфору у ґрунті лише 20 % від необхідної нормиа кальцію - 50 % від норми, то обмежуючим фактором буде недолік фосфору; необхідно в першу чергу внести в грунт саме добрива, що містять фосфор.

1. Екологічні фактори (5)

   Закон >> Екологія

   Закони впливу екологічних факторівна живі організми Незважаючи на різноманітність екологічних факторіві різну...) або екологічнувалентність організму до цього фактору. Сприятливий діапазон дії екологічного фактор Аназивається зоною...

2. Екологічні факторизагрози стану історико-культурної спадщини Росії

   Закон >> Культура та мистецтво

   ... ” – деструкція декору, конструкцій) – комплекс негативних екологічних факторів; ▫ Свято-Троїцька (Ленвінська) церква у ... пам'яткоохоронної політики. Додаток 1 Негативний вплив екологічних факторівна пам'ятники історії та культури у 1999 році.

3. Екологічні факторита екосистеми

   Контрольна робота >> Екологія

   ... №23. Біотичні екологічні факториБіотичні факторинавколишнього середовища (Біотичні фактори; Біотичні екологічні фактори; Biotic factors ... між організмами. Біотичними називають екологічні фактори, пов'язані з діяльністю живих організмів.

Середовище, що оточує живі істоти, складається з багатьох елементів. Вони по-різному впливають життєдіяльність організмів. Останні неоднаково реагують на різні факторисередовища. Окремі елементи середовища, що взаємодіють із організмами, називають екологічними факторами. Умови існування – це сукупність життєво необхідних факторів середовища, без яких живі організми не можуть існувати. Щодо організмів вони виступають як екологічні чинники.

Класифікація екологічних факторів.

Усі екологічні фактори прийнято класифікувати(розподіляти) на такі основні групи: абіотичні, біотичніі антропічні. в Абіотичні (абіогенні) фактори – це фізико-хімічні фактори неживої природи. Біотичні,або біогенні,фактори - це прямий чи опосередкований вплив живих організмів як один на одного, так і на довкілля. Антропічні (антропогенні) фактори в Останніми рокамивиділяють у самостійну групу факторів серед біотичних, у зв'язку з їх великим значенням. Це фактори прямого чи непрямого впливу людини та її господарської діяльності на живі організми та середовище.

Абіотичні фактори.

До абіотичних факторів належать елементи неживої природи, які діють на живий організм. Види абіотичних факторів представлені у табл. 1.2.2.

Таблиця 1.2.2. Основні види абіотичних факторів

Кліматичні чинники.

Усі абіотичні фактори виявляються і діють у межах трьох геологічних оболонок Землі: атмосфери, гідросфериі літосфери.Фактори, що проявляються (діють) в атмосфері і при взаємодії останньої з гідросферою або з літосферою, називають кліматичними.їх прояв залежить від фізико-хімічних властивостей геологічних оболонок Землі, від кількості та розподілу сонячної енергії, що проникає і надходить до них.

Сонячна радіація.

Найбільше значення серед різноманіття екологічних факторів має сонячна радіація. (Сонячне випромінювання).Це безперервний потік елементарних частинок (швидкість 300-1500 км/с) та електромагнітних хвиль(Швидкість 300 тис. км/с), що несе до Землі величезну кількість енергії. Сонячна радіація – це основне джерело життя на нашій планеті. Під безперервним потоком сонячного випромінювання Землі зародилося життя, пройшло довгий шлях своєї еволюції і продовжує існувати й залежати від сонячної енергії. Основні властивості променистої енергії Сонця як екологічного чинника визначається довжиною хвиль. Хвилі, що проходять атмосферу та досягають Землі, вимірюються в межах від 0,3 до 10 мкм.

За характером на живі організми цей спектр сонячної радіації поділяють на три частини: ультрафіолетове випромінювання, видиме світлоі інфрачервоне випромінювання.

Короткохвильові ультрафіолетові променімайже повністю поглинаються атмосферою, саме її озоновим екраном. Незначна кількість ультрафіолетових променів проникає до землі. Довжина хвиль лежить у межах 0,3-0,4 мкм. На їхню частку припадає 7% енергії сонячної радіації. Короткохвильові промені згубно діють живі організми. Вони можуть викликати зміни спадкового матеріалу – мутації. Тому в процесі еволюції організми, які тривалий час перебувають під впливом сонячної радіації, виробили засоби захисту від ультрафіолетових променів. У багатьох із них у покривах виробляється додаткова кількість чорного пігменту – меланіну, який захищає від проникнення небажаних променів. Саме тому люди набувають засмаги, тривалий час перебуваючи на відкритому повітрі. У багатьох індустріальних регіонах спостерігається так званий індустріальний меланізм- Потемніння забарвлення тварин. Але це відбувається не під впливом ультрафіолетового випромінювання, а через забруднення сажею, пилом навколишнього середовища, елементи якого зазвичай стають темнішими. На такому темному тлі виживають (добре маскуються) темніші форми організмів.

Видиме світлопроявляється в межах довжин хвиль від 04 до 07 мкм. На її частку припадає 48% енергії сонячної радіації.

Вонотеж несприятливо впливає живі клітини та його функції загалом: змінює в'язкість протоплазми, величину електричного заряду цитоплазми, порушує проникність мембран і змінює рух цитоплазми. Світло впливає на стан колоїдів білків та протікання енергетичних процесів у клітинах. Але незважаючи на це, видиме світло було, є й надалі буде одним із найважливіших джерел енергії для всього живого. Його енергія використовується у процесі фотосинтезуі накопичується у вигляді хімічних зв'язківу продуктах фотосинтезу, а потім передається як їжа всім іншим живим організмам. Загалом можна сказати, що все живе в біосфері, і навіть людина залежить від сонячної енергії, від фотосинтезу.

Світло для тварин - це необхідна умова сприйняття інформації про навколишнє середовище та його елементи, бачення, зорової орієнтації у просторі. Залежно та умовами існування тварини пристосувалися до різного ступеня освітленості. Одні види тварин ведуть денний спосіб життя, інші - найактивніші в сутінках чи вночі. Більшість ссавців та птахів, ведуть сутінковий спосіб життя, погано розрізняють кольори і всі бачать у чорно-білому зображенні (собачі, котячі, хом'яки, сови, козоїди та ін.). Життя в сутінках або при недостатньому освітленні часто призводить до гіпертрофії очей. Відносно величезні очі, здатні вловлювати незначні частки світла, властиві нічним тваринам або тим, що живуть у темряві і орієнтуються на органи світіння інших організмів (лемури, мавпи, сови, глибоководні риби та інших.). Якщо ж умовах повної темряви (у печерах, під землею в норах) немає жодних інших джерел світла, тоді тварини, які там, зазвичай, втрачають органи зору (європейський протей, сліпуха та інших.).

Температура.

Джерелами створення фактора температури на Землі є сонячна радіація та геотермальні процеси. Хоча ядро ​​нашої планети характеризується надзвичайно високою температурою, вплив його на поверхню планети незначний, крім зон вулканічної діяльності та виходу геотермальних вод (гейзери, фумароли). Отже, основним джерелом тепла в межах біосфери можна вважати сонячну радіацію, А саме, інфрачервоні промені. Ті промені, які досягають поверхні Землі, поглинаються літосферою та гідросферою. Літосфера, як тверде тіло, швидше нагрівається і швидко охолоджується. Гідросфера теплоємніша, ніж літосфера: вона повільно нагрівається і повільно ж остигає, а тому тривалий час утримує тепло. Приземні шари тропосфери нагріваються завдяки випромінюванню тепла гідросферою та поверхнею літосфери. Земля поглинає сонячну радіацію та випромінює енергію назад у безповітряний простір. І все ж таки атмосфера Землі сприяє утриманню тепла в приземних шарах тропосфери. Завдяки її властивостям, атмосфера пропускає короткохвильові інфрачервоні промені і затримує довгохвильові інфрачервоні промені, що випускаються нагрітою поверхнею Землі. Це явище атмосфери має назву парниковий ефект.Саме завдяки йому на Землі стало можливим життя. Парниковий ефект сприяє утриманню тепла у приземних шарах атмосфери (тут зосереджена більшість організмів) та згладжує коливання температури протягом дня та ночі. На Місяці, наприклад, що розміщується майже в тих же умовах космосу, і Земля, і на якому немає атмосфери, добові коливання температури на його екваторі виявляються в межах від 160 ° С до + 120 ° С.

Діапазон наявних у навколишньому середовищі температур досягає тисяч градусів (розжарена магма вулканів та максимально низькі температури Антарктиди). Межі, в яких може існувати відоме нам життя, досить вузькі і дорівнюють приблизно 300 ° С, від -200 ° С (заморожування в зріджених газах) до + 100 ° С (точка кипіння води). Насправді більшість видів і більша частина їх активності прив'язана до ще більш вузького діапазону температур. Загальний температурний діапазон активного життяЗемлі обмежується такими значеннями температур (табл. 1.2.3):

Таблиця 1.2.3 Температурний діапазон життя Землі

Рослини пристосовуються до різних температур і навіть екстремальних. Ті, що переносять високі температури, називаються жаровитривалими рослинами.Вони здатні переносити перегрів до 55-65 ° С (деякі кактуси). Види, що ростуть в умовах високих температур, легше їх переносять завдяки значному укороченню розмірів листя, розвитку повстяного (опушеного) або, навпаки, воскового покриттята ін. Рослини без шкоди для їх розвитку здатні витримувати тривалу дію низьких температур (від 0 до -10 ° С), називаються холодостійкі.

Хоча температура є важливим екологічним фактором, що впливає на живі організми, проте її дія залежить від поєднання з іншими абіотичними факторами.

Вологість.

Вологість - це важливий абіотичний фактор, що визначається наявністю води або водяної пари в атмосфері або літосфері. Сама ж вода є необхідною неорганічною сполукою для життєдіяльності живих організмів.

Вода в атмосфері завжди є у вигляді водянийпари. Фактичну масу води на одиницю об'єму повітря називають абсолютною вологістю,а процентний вміст пари щодо максимальної її кількості, яку повітря може містити, - відносною вологістю.Температура є основним фактором, що впливає на здатність повітря утримувати водяну пару. Наприклад, при температурі +27°С повітря може містити вдвічі більше вологи, ніж за температури +16°С. Це означає, що абсолютна вологість при 27°С в 2 рази більша, ніж при 16°С, у той час коли відносна вологість в обох випадках дорівнюватиме 100%.

Вода як екологічний фактор вкрай необхідна живим організмам, бо без неї не може здійснюватися метаболізм та багато інших пов'язаних із ним процесів. Обмінні процеси організмів проходять за наявності води (у водних розчинах). Всі живі організми є відкритими системамиТому в них постійно спостерігаються втрати води і завжди є потреба у поповненні її запасів. Для нормального існування рослини та тварини повинні підтримувати певний баланс між надходженням води до організму та її втратою. Великі втрати води організмом (дегідратація)призводять до зниження його життєдіяльності, а надалі – і до загибелі. Рослини задовольняють свої потреби у воді за рахунок атмосферних опадів, вологості повітря, а тварини ще й за рахунок їжі. Стійкість організмів до наявності чи відсутності вологи у навколишньому середовищі різна залежить від пристосованості виду. У зв'язку з цим усі наземні організми поділяють на три групи: гігрофільні(або вологолюбні), мезофільні(або помірно вологолюбні) та ксерофільні(або сухолюбні). Щодо рослин та тварин окремо цей розділ матиме такий вигляд:

1) гігрофілії організми:

- гігрофіти(Рослини);

- гігрофіли(тварини);

2) мезофільні організми:

- мезофіти(Рослини);

- мезофіли(тварини);

3) ксерофільні організми:

- ксерофіти(Рослини);

- ксерофіли, або гігрофобії(Тварини).

Найбільше вологи потребують гігрофільні організми.Серед рослин це будуть ті, що живуть на надмірно зволожених ґрунтах при високої вологостіповітря (гігрофіти). В умовах середньої смуги до них відносяться серед трав'янистих рослин, які ростуть у затінених лісах (кислиця, папороті, фіалки, розрив-трава та ін.) та на відкритих місцьах (лужниця, росянка і т.д.).

До гігрофільних тварин (гігрофіли) належать такі, що екологічно пов'язані з водним середовищем або з перезволоженими місцевостями. Вони потребують постійної наявності великої кількості вологи у навколишньому середовищі. Це тварини вологих тропічних лісів, боліт, зволожених лук.

Мезофільні організмивимагають помірної кількості вологи і зазвичай пов'язані з помірними теплими умовамиі добрими умовамимінеральне харчування. Це можуть бути лісові рослини та рослини відкритих місць. Серед них зустрічаються дерева (липа, береза), чагарники (ліщина, жостер) і ще більше трав (конюшина, тимофіївка, костриця, конвалія, копитняк та ін). Загалом мезофіти – це широка екологічна група рослин. До мезофільних тварин (мезофіли)належить більшість організмів, які мешкають в помірних та субарктичних умовах або у певних гірських регіонах суші.

Ксерофільні організми -це досить різноманітна екологічна група рослин та тварин, які пристосувалися до посушливих умов існування за допомогою таких засобів: обмеження випаровування, посилення добування води та створення запасів води на тривалий період відсутності водопостачання.

Рослини, що мешкають у посушливих умовах, по-різному долають їх. У деяких немає структурних пристроїв для перенесення нестачі вологості. їх існування можливе в посушливих умовах тільки завдяки тому, що в критичний момент вони перебувають у стані спокою у вигляді насіння (ефемері) або цибулин, кореневищ, бульб (ефемероїди), дуже легко і швидко переходять до активної життєдіяльності і за короткий період повністю проходять річний цикл розвитку. Ефемерів основному поширені в пустелях, напівпустелях і степах (веснянка, хрестовник весняний, реп'яшок тощо). Ефемероїди(Від грец. ефемеріі виглядати)- це багаторічні трав'янисті, переважно весняні, рослини (осоки, злаки, тюльпан тощо.).

Дуже своєрідними категоріями рослин, які пристосувалися переносити умови посухи, є. сукулентиі склерофіти.Сукуленти (від грец. соковитий)здатні накопичувати в собі велика кількістьводи та поступово її витрачати. Наприклад, деякі кактуси північноамериканських пустель можуть містити від 1000 до 3000 л води. Вода накопичується в листі (алое, очиток, агава, молодило) або стеблах (кактуси та кактусоподібні молочаї).

Тварини отримують воду трьома основними шляхами: безпосередньо випивши або поглинаючи через покриви, разом із їжею та в результаті метаболізму.

Багато видів тварин п'ють воду і в досить великій кількості. Наприклад, гусениць китайського дубового шовкопряда може випити до 500 мл води. Окремі види звірів та птахів потребують регулярного споживання води. Тому вони обирають певні джерела та регулярно відвідують їх як місця водопою. Пустельні види птахів щодня літають до оаз, п'ють там воду і приносять воду пташенятам.

Частина видів тварин, що не вживає воду шляхом прямого пиття, може вживати її, всмоктуючи всією поверхнею шкіри. У комах та личинок, що мешкають у ґрунті, зволоженій потертою дерев, їх покриви проникні для води. Австралійська ящірка молох сприймає вологу опадів шкірою, що є надзвичайно гігроскопічним. Багато тварин одержують вологу із соковитою їжею. Такими соковитими кормами може бути трава, соковиті плоди, ягоди, цибулини та бульби рослин. Степова черепаха, що мешкає в центральноазіатських степах, споживає воду тільки із соковитою їжею. У цих регіонах, у місцях посадки овочів або на баштанах, черепахи завдають великої шкоди, харчуючись динями, кавунами, огірками. Також отримують воду деякі хижі тварини, за рахунок поїдання своєї жертви. Це властиво, наприклад, африканській лисиці-фенеці.

Види, які харчуються виключно сухою їжею і не мають можливості споживати воду, одержують її шляхом метаболізму, тобто хімічним шляхом під час перетравлення їжі. Метаболічна вода може утворюватися в організмі внаслідок окислення жирів та крохмалю. Це важливий спосіб отримання води, особливо для тварин, які населяють спекотні пустелі. Так, червонохвоста піщанка іноді харчується тільки сухим насінням. Відомі експерименти, коли за умов неволі північноамериканська оленя миша прожила близько трьох років, харчуючись лише сухими зернами ячменю.

Едафічні чинники.

Поверхня літосфери Землі становить окреме середовище життя, що характеризується своїм комплексом екологічних чинників. Цю групу факторів називають едафічними(Від грец. едафос- Грунти). Грунтам властиві своя будова, склад та властивості.

Ґрунти характеризуються певною вологістю, механічним складом, змістом органічних, неорганічних та органо-мінеральних сполук, певною кислотністю. Від показників залежать багато властивостей самого грунту і поширення живих організмів у ньому.

Наприклад, окремі види рослин і тварин люблять ґрунти з певною кислотністю, а саме: сфагнові мохи, дика смородина, вільха кислих ґрунтах, а зелені лісові мохи – на нейтральних.

Реагують на певну кислотність ґрунту також і личинки жуків, наземні молюски та багато інших організмів.

Хімічний склад грунту дуже важливий всім живих організмів. Для рослин найбільш важливими є не тільки ті хімічні елементи, які використовуються ними у великій кількості (азот, фосфор, калій і кальцій), але й ті, що є рідкісними (мікроелементи). Деякі рослини вибірково накопичують певні рідкісні елементи. Хрестоцвіті та парасолькові рослини, наприклад, у 5-10 разів більше накопичують у своєму тілі сірки, ніж інші рослини.

Надлишковий вміст деяких хімічних елементів у ґрунті може негативно (патологічно) впливати на тварин. Наприклад, в одній з долин Туви (Росія) було помічено, що вівці хворіють на якусь специфічну хворобу, яка виявлялася у випаданні вовни, деформації копит тощо. Пізніше з'ясувалося, що в цій долині в ґрунті, воді та деяких рослинах було підвищений вміст селену. Потрапляючи в організм овець у надмірній кількості, цей елемент спричинив хронічний селеновий токсикоз.

Для ґрунту характерний свій тепловий режим. Разом з вологістю він впливає на ґрунтоутворення, на різні процеси, що проходять у ґрунті (фізико-хімічні, хімічні, біохімічні та біологічні).

Завдяки своїй малій теплопровідності ґрунти здатні згладжувати температурні коливання із глибиною. На глибині трохи більше 1 м добові температурні коливання майже відчутні. Наприклад, у пустелі Каракуми, яка характеризується різко континентальним кліматом, влітку, коли температура поверхні ґрунту досягає +59°С, у норах гризунів піщанок на відстані 70 см від входу температура була на 31°С нижчою та становила +28°С. Взимку, протягом морозної ночі, температура в норах піщанок становила +19°С.

Грунт є унікальним поєднанням фізико-хімічних властивостей поверхні літосфери та живих організмів, що його населяють. Ґрунт неможливо уявити без живих організмів. Недарма відомий геохімік В.І. Вернадський називав ґрунти біокосне тіло.

Орографічні фактори (рельєф).

Рельєф не відноситься до таких безпосередньо діючих екологічних факторів, як вода, світло, тепло, ґрунт. Проте характер рельєфу у житті багатьох організмів надає опосередкований вплив.

Залежно від величини форм досить умовно розрізняють рельєф кількох порядків: макрорельєф (гори, низини, міжгірські западини), мезорельєф (пагорби, яри, гряди тощо) та мікрорельєф (невеликі западини, нерівності та інше). Кожен їх грає певну роль формуванні комплексу екологічних чинників для організмів. Зокрема, рельєф впливає на перерозподіл таких факторів, як волога та тепло. Так, навіть незначні зниження, кілька десятків сантиметрів, створюють умови підвищеної вологості. З підвищених ділянок вода стікає у нижчі, де створюються сприятливі умови для вологолюбних організмів. Північні та південні схили мають різне освітлення, тепловий режим. У гірських умовах на відносно не великих площахстворюються значні амплітуди висот, що призводить до формування різних кліматичних комплексів. Зокрема, типовими їх рисами є знижені температури, сильні вітри, зміни режиму зволоження, газового складу повітря та ін.

Наприклад, з підняттям над рівнем моря температура повітря знижується на 6 ° С на кожні 1000 м. Хоча це є характеристикою тропосфери, але завдяки рельєфу (височини, гори, гірські плато і т.п.), наземні організми можуть опинитися в умовах, не схожих на ті, що є у сусідніх регіонах. Наприклад, гірський вулканічний масив Кіліманджаро в Африці біля підніжжя оточений саванами, а вище схилами йдуть плантації кави, бананів, лісу та альпійські луки. Вершини Кіліманджаро вкриті вічними снігами та льодовиками. Якщо температура повітря на рівні моря дорівнює +30 ° С, то негативні температури будуть виявлятися вже на висоті 5000 м. У помірних зонах зниження температури на кожні 6 ° С відповідає переміщенню на 800 км у бік високих широт.

Тиск.

Тиск проявляється як у повітряному, так і у водному середовищі. В атмосферному повітрі тиск змінюється посезонно, залежно від стану погоди та висоти над рівнем моря. Особливий інтерес становлять пристрої організмів, які живуть в умовах зниженого тиску, розрідженого повітря високогір'я.

Тиск у водному середовищі змінюється в залежності від глибини: він росте приблизно на 1 атм на кожні 10 м. Для багатьох організмів є межі зміни тиску (глибини), до яких вони пристосувалися. Наприклад, абісальні риби (риби світових глибин) здатні переносити великий тиск, але вони ніколи не піднімаються до поверхні моря, тому що для них це є смертельним. І навпаки, не всі морські організми здатні поринати у воду на великі глибини. Кашалот, наприклад, може пірнати на глибину до 1 км, а морські птахи – до 15-20 м, де вони добувають свою їжу.

Живі організми суші та водного середовища чітко реагують на зміни тиску. Свого часу було зазначено, що риби можуть сприймати навіть незначні зміни тиску. їх поведінка змінюється за зміни атмосферного тиску (напр., перед грозою). У Японії деяких риб спеціально утримують в акваріумах і за зміною їхньої поведінки судять про можливі зміни погоди.

Наземні тварини, сприймаючи незначні зміни тиску, своєю поведінкою можуть прогнозувати зміни стану погоди.

Нерівномірність тиску, що є результатом нерівномірного прогріву Сонцем та розподілу тепла як у воді, так і в атмосферному повітрі, створює умови для змішування водних і повітряних мас, тобто. освіта течій. За певних умов течії є сильним екологічним чинником.

Гідрологічні фактори.

Вода як складова частина атмосфери та літосфери (включаючи ґрунти) відіграє велику роль у житті організмів як один із екологічних факторів, який називають вологістю. У той же час, вода в рідкому стані може бути фактором, що утворює власне середовище, - водне. Завдяки своїм властивостям, які відрізняють воду від усіх інших хімічних сполук, вона у рідкому та вільному стані створює комплекс умов водного середовища, так звані гідрологічні фактори.

Такі характеристики води, як теплопровідність, плинність, прозорість, солоність, по-різному проявляються у водоймищах і є екологічними факторами, які в цьому випадку називають гідрологічними. Наприклад, водяні організми по-різному пристосувалися до різного ступеня солоності води. Розрізняють прісноводні та морські організми. Прісноводні організми не вражають своєю видовою різноманітністю. По-перше, життя Землі зародилося у морських водах, а по-друге, прісні водойми займають мізерну частину земної поверхні.

Морські організми більш різноманітні і є кількісно численнішими. Одні з них пристосувалися до низької солоності і живуть в опріснених ділянках моря та інших солонуватих водоймах. У багатьох видів таких водойм спостерігається зменшення розмірів тіла. Так, наприклад, стулки молюсків, їстівної мідії (Mytilus edulis) і серцевидки Ламарка (Cerastoderma lamarcki), які мешкають у затоках Балтійського моря при солоності 2-6%, у 2-4 рази дрібніші, ніж особини, які живуть у тому самому. море, тільки при солоності 15%. Краб Carcinus moenas у Балтійському морі має дрібні розміри, тоді як у опріснених лагунах та естуаріях він набагато більший. Морські їжаки у лагунах виростають дрібнішими, ніж у морі. Рачок артемія (Artemia salina) при солоності 122% має розміри до 10 мм, але при 20% він виростає до 24-32 мм. Солоність може впливати і на тривалість життя. Та сама серцевидка Ламарка у водах Північної Атлантики живе до 9 років, а у менш солоних водах Азовського моря – 5.

Температура водойм є більш постійним показником, ніж температура суші. Це зумовлено фізичними властивостями води (тепломісткість, теплопровідність). Амплітуда річних коливань температури у верхніх шарах океану не перевищує 10-15 ° С, а в континентальних водоймищах - 30-35 ° С. Що вже говорити про глибинні шари води, яким властива сталість теплового режиму.

Біотичні фактори.

Організми, які живуть на нашій планеті, потребують не лише абіотичних умов для свого життя, вони взаємодіють між собою та часто дуже залежать один від одного. Сукупність чинників органічного світу, які впливають організми прямо чи опосередковано, називають біотичними чинниками.

Біотичні чинники дуже різноманітні, але, незважаючи на це, вони також мають свою класифікацію. Згідно з найпростішою класифікацією біотичні фактори поділяють на три групи, які викликаються: рослинами, тваринами та мікроорганізмами.

Клементс і Шелфорд (1939) запропонували свою класифікацію, в якій враховано найбільш типові форми взаємодії двох організмів. коакції.Усі коакції поділяють на великі групи, залежно від цього, взаємодіють організми одного виду чи двох різних. Типи взаємодій організмів, що належать до одного і того ж виду, є гомотипові реакції. Гетеротиповими реакціямиНазивають форми взаємодії двох організмів різних видів.

Гомотипові реакції.

Серед взаємодії організмів одного виду можна виділити такі коакції (взаємодії): груповий ефект, масовий ефекті внутрішньовидова конкуренція.

Груповий ефект.

Багато живих організмів, які можуть жити поодинці, утворюють групи. Часто у природі можна спостерігати, як групами ростуть деякі види рослин.Це дає можливість прискорити своє зростання. У групи поєднуються і тварини. За таких умов вони краще виживають. За спільного способу життя тваринам легше захищатися, добувати їжу, охороняти своє потомство, переживати несприятливі факторидовкілля. Таким чином, груповий ефект має позитивний вплив на всіх учасників групи.

Групи, у яких поєднуються тварини, можуть бути різними за розмірами. Наприклад, баклани, які на узбережжях Перу утворюють величезні колонії, можуть існувати лише за умови, якщо в колонії не менше 10 тисяч птахів, а на 1 квадратний метр території припадає три гнізда. Відомо, що для виживання африканських слонів стадо має складатися щонайменше з 25 особин, а стадо північних оленів - з 300-400 голів. Зграя вовків може налічувати до десятка особин.

Прості скупчення (тимчасові або постійні) можуть перетворитися на складні угруповання, що складаються зі спеціалізованих особин, які виконують властиву їм функцію в цій групі (сім'ї бджіл, мурах або термітів).

Масовий ефект.

Масовий ефект - це явище, що виникає при перенаселенні якогось життєвого простору. Природно, що з об'єднанні групи, особливо великих розмірів, теж виникає деяке перенаселення, але між груповим і масовим ефектами існує велика різниця. Перший дає переваги кожному члену об'єднання, а інший, навпаки, придушує життєдіяльність усіх, тобто має негативні наслідки. Наприклад, масовий ефект проявляється при скупченні хребетних тварин. Якщо в одній клітині містити піддослідних щурів у великій кількості, то в їхній поведінці виявлятимуться акти агресивності. При тривалому утриманні тварин у таких умовах у вагітних самок розсмоктуються ембріони, агресивність зростає настільки, що щури відгризають один одному хвости, вуха, кінцівки.

Масовий ефект високоорганізованих організмів призводить до стресового стану. У людини це може викликати психічні розлади та нервові зриви.

Внутрішньовидова конкуренція.

Між особами одного виду завжди відбувається своєрідне змагання у отриманні кращих умов існування. Чим більша щільність поселення тієї чи іншої групи організмів, тим більше напружене змагання. Таке змагання організмів одного виду між собою за ті чи інші умови існування називають внутрішньовидовою конкуренцією.

Масовий ефект та внутрішньовидова конкуренція не є тотожними поняттями. Якщо перше явище виникає на відносно короткий час і згодом завершується розрідженням угруповання (смертність, людожерство, зниження плодючості та ін), то внутрішньовидова конкуренція існує постійно і врешті-решт призводить до більш широкого пристосування виду до умов середовища. Вигляд стає екологічно пристосованим. Внаслідок внутрішньовидової конкуренції сам вид зберігається і сам себе не знищує внаслідок такої боротьби.

Внутрішньовидова конкуренція може виявлятися у чому завгодно, потім можуть претендувати організми одного виду. У рослин, що густо ростуть, конкуренція може відбуватися за світло, мінеральне харчування і т.д. Наприклад, дуб, коли він росте окремо, має кулясту крону, він досить розлапистий, оскільки нижні бічні гілки отримують достатню кількість світла. У посадках дуба у лісі нижні гілки затінюються верхніми. Гілки, що одержують недостатню кількість світла, відмирають. Зі зростанням дуба у висоту нижні гілки швидко опадають, і дерево набуває лісової форми - довгий циліндричний стовбур і крона гілок на верхівці дерева.

У тварин конкуренція виникає за певну територію, їжу, місця гніздування тощо. Рухливим тваринам легше уникнути жорсткої конкуренції, але вона на них позначається. Як правило, ті, що уникають конкуренції, часто опиняються у несприятливих умовах, вони змушені також, як рослини (або прикріплені види тварин), пристосовуватися до тих умов, якими їм доводиться задовольнятися.

Гетеротипові реакції.

Таблиця 1.2.4. Форми міжвидових взаємодій

	Види займають		Види займають
Форма взаємодії (коакцій)	одну територію (живуть разом)		різні території (живуть окремо)
	Вид А	Вид Б	Вид А	Вид Б
Нейтралізм
Коменсалізм (вид А - коменсал)
Протокооперація
Мутуалізм
Аменсалізм (вид А – аменсал, вид Б – інгібітор)
Хижацтво (вид А - хижак, вид Б - жертва)
Конкуренція

0 - взаємодія між видами не дає виграшу і не завдає шкоди жодній стороні;

Взаємодія між видами дає позитивні наслідки; -взаємодія між видами дає негативні наслідки.

нейтралізм.

Найчастіше зустрічається така форма взаємодії, коли організми різних видів, що займають одну територію, ніяк не впливають один на одного. У лісі мешкає велика кількість видів і багато хто з них підтримує нейтральні взаємини. Наприклад, білка та їжак населяють один і той же ліс, але вони мають нейтральні взаємини, як і безліч інших організмів. Однак ці організми входять до складу однієї екосистеми. Вони є елементами одного цілого, і тому при детальному вивченні все ж таки можна знайти не прямі, а опосередковані, досить тонкі і з першого погляду непомітні зв'язки.

Є. У дум у своїй "Популярній екології" наводить жартівливий, але дуже влучний прикладтаких зв'язків. Він пише, що в Англії старі самотні жінки підтримують силу королівських гвардійців. А зв'язок між гвардійцями та жінками досить простий. Самотні жінки, як правило, розводять котів, коти ж полюють на мишей. Чим більше кішок, тим менше мишейна полях. Миші є ворогами джмелів, бо руйнують їхні нори, де вони живуть. Чим менше мишей, тим більше джмелів. Джмелі, як відомо, не єдині запилювачі конюшини. Більше джмелів на полях - більший урожайконюшини. На конюшині випасають коней, а гвардійці люблять вживати в їжу кінське м'ясо. Ось за таким прикладом у природі можна знайти безліч прихованих зв'язків між різними організмами. Хоча у природі, як видно з прикладу, коти мають нейтральні відносиниз кіньми чи шмелями, проте вони побічно пов'язані з ними.

Коменсалізм.

Багато видів організмів вступають у взаємини, які дають користь лише одному боці, іншу від цього не страждає і нічого немає корисного. Таку форму взаємодії організмів називають коменсалізм.Коменсалізм часто проявляється у вигляді співіснування різних організмів. Так, комахи часто живуть у норах ссавців чи гніздах птахів.

Часто можна спостерігати й таке спільне поселення, коли у гніздах великих хижих птахів чи лелек в'ють гнізда горобці. Для хижих птахів сусідство горобців не заважає, а самих горобців - це надійна охорона їх гнізд.

У природі існує навіть вигляд, що так і названо – краб-коменсал. Цей маленький витончений краб охоче селиться в мантійній порожнині устриць. Цим він не заважає молюску, а сам отримує притулок, свіжі порції води та поживні частинки, що потрапляють із водою до нього.

Протокооперація.

Наступним кроком спільної позитивної коакції двох організмів різних видів є протокооперація,при якій обидва види виграють від взаємодії. Природно, що ці види можуть існувати окремо без будь-яких втрат. Цю форму взаємодії ще називають первинної кооперації,або співробітництвом.

У морі така взаємовигідна, але не обов'язкова форма взаємодії виникає при об'єднанні крабів та кишковопорожнистих. Актинії, наприклад, часто поселяються на спинній стороні крабів, замасковуючи та захищаючи їх своїми жалюгідними щупальцями. У свою чергу, актинії отримують від крабів шматочки їжі, які залишаються від їхньої їжі, і використовують крабів як транспортний засіб. І краби, і актинії здатні вільно і незалежно існувати у водоймі, але коли вони поблизу, то краб навіть сам клешні пересаджує актинію на себе.

Спільне гніздування птахів різних видів в одній колонії (чаплі та баклани, кулики та крячки різних видів тощо) теж є прикладом співробітництва, при якому виграють обидві сторони, наприклад, при захисті від хижаків.

Мутуалізм.

Мутуалізм (або облігатний симбіоз)є наступним етапомвзаємовигідного пристосування різних видів. Він відрізняється від протокооперації своєю залежністю. Якщо при протокооперації організми, які вступають у зв'язок, можуть існувати окремо та незалежно один від одного, то за мутуалізму існування цих організмів окремо неможливо.

Такого типу коакції часто виникають у досить різних організмах, віддалених у систематичному плані, з різними потребами. Прикладом може бути зв'язок між азотфиксирующими бактеріями (бульбашкові бактерії) і бобовими рослинами. Речовини, що виділяються кореневою системою бобових, стимулюють зростання бульбашкових бактерій, а продукти життєдіяльності бактерій призводять до деформації кореневих волосків, із чого починається утворення бульбашок. Бактерії мають здатність засвоювати атмосферний азот, який є дефіцитом у ґрунті, але необхідним макроелементом для рослин, що в цьому випадку дає велику користь бобовим рослинам.

У природі досить поширеним є взаємини грибів та коренів рослин, які називаються мікоризою.Грибниця, взаємодіючи з тканинами кореня, утворює своєрідний орган, який допомагає рослині ефективніше засвоювати мінеральні речовини із ґрунту. Гриби від цієї взаємодії одержують продукти фотосинтезу рослини. Багато видів дерев не можуть рости без мікоризи, і певні види грибів утворюють мікоризу з корінням певних видів дерев (дуб і білий гриб, береза ​​та підберезник та ін.).

Класичним прикладом мутуалізму є лишайники, які поєднують у собі симбіотичний зв'язок грибів та водоростей. Функціональні та фізіологічні зв'язки між ними настільки тісні, що їх розглядають як окрему групуорганізмів. Гриб у цій системі забезпечує водорість водою та мінеральними солями, а водорость, у свою чергу, дає грибу органічні речовиниякі сама синтезує.

Аменсалізм.

У природному середовищі в повному обсязі організми позитивно впливають друг на друга. Є багато випадків, коли задля забезпечення своєї життєдіяльності один вид шкодить іншому. Така форма коакцій, коли один вид організму пригнічує ріст і розмноження організму іншого виду, не втрачаючи нічого, має назву аменсалізму (антибіозу).Пригнічений вигляд у парі, що взаємодіє, називають аменсалом,а того, що пригнічує, - інгібітором.

Аменсалізм найкраще вивчений у рослин. У процесі життя рослини виділяють у довкілля хімічні речовиниякі є факторами впливу на інші організми. Щодо рослин аменсалізм має свою назву - алелопатия.Відомо, що завдяки виділенню корінням токсичних речовин нечуйвітер волохатенький витісняє інші однорічні рослини та утворює суцільні одновидові зарості на великих площах. На полях пирій та інші бур'яни витісняють або пригнічують культурні рослини. Горіх та дуб пригнічують трав'янисту рослинність під своїми кронами.

Рослини можуть виділяти алелопатичні речовини не тільки корінням, а й надземною частиною свого тіла. Летючі алелопатичні речовини, що виділяються рослинами у повітря, називають фітонцидів.в основному вони нищівно діють на мікроорганізми. Всім добре відома антимікробна профілактична дія часнику, цибулі, хрону. Багато фітонцидів продукують хвойні породи дерев. Один гектар насаджень ялівцю звичайного за рік виробляє понад 30 кг фітонцидів. Часто хвойні породи використовуються в населених пунктах для створення санітарно-захисних смуг навколо різних виробництвщо сприяє очищенню повітря.

Фітонциди негативно впливають як на мікроорганізми, а й у тварин. У побуті здавна застосовували різні рослини боротьби з комахами. Так, баглиця та лаванда є добрим засобом для боротьби з міллю.

Антибіоз відомий і мікроорганізмів. Його вперше було відкрито Би. Бабешем (1885) і перевідкрито А. Флемінгом (1929). Було показано, що гриби пеніцилу виділяють речовину (пеніцилін), що пригнічує ріст бактерій. Широко відомо, що деякі молочнокислі бактерії окислюють своє оточення так, що в ньому не можуть існувати гнильні бактерії, які потребують лужного або нейтрального середовища. Алелопатичні хімічні речовини мікроорганізмів відомі під назвою антибіотики.Вже описано понад 4 тисячі антибіотиків, але лише близько 60 різновидів широко застосовуються в медичній практиці.

Захист тварин від ворогів може здійснюватися за допомогою виділення речовин, що мають неприємний запах(Напр., Серед рептилій - грифе черепахи, вужі; птахів - пташенята удодів; ссавців - скунси, тхори).

Хижництво.

Викраденням у широкому розумінні цього слова вважається спосіб добування їжі та харчування тварин (іноді і рослин), при якому вони ловлять, умертвляють та поїдають інших тварин. Іноді під цим терміном розуміють будь-яке поїдання одних організмів іншими, тобто. такі взаємини між організмами, у яких одні використовують інших як їжу. При такому розумінні заєць є хижаком щодо трави, що він споживає. Але ми будемо користуватися більш вузьким розумінням хижацтва, при якому один організм харчується іншим, що близький до першого в систематичному плані (наприклад, комахи, які харчуються комахами; риби, які харчуються рибами; птиці, які харчуються плазунами, птахами та ссавцями; ссавці, які харчуються птахами та ссавцями). Крайній випадок хижацтва, у якому вид живиться організмами свого виду, має назву канібалізму.

Іноді хижак відбирає жертву в такій кількості, що це негативно не впливає на чисельність її популяції. Цим хижак сприяє кращому стану популяції жертви, яка до того ж пристосувалася до пресу хижака. Народжуваність у популяціях жертви вище, ніж потрібно для нормального підтримки її чисельності. Образно кажучи, населення жертви враховує те, що повинен відібрати хижак.

Міжвидова конкуренція.

Між організмами різних видів, так само, як і між організмами одного виду, виникають взаємодії, завдяки яким вони намагаються отримати один і той самий ресурс. Такі коакції між різними видами мають назву міжвидової конкуренції. Іншими словами можна сказати, що міжвидова конкуренція - це будь-яка взаємодія між популяціями різних видів, яка несприятливо впливає на їх зростання та виживання.

Наслідками такої конкуренції можливо витіснення одного організму іншим з певної екологічної системи (принцип конкурентного виключення). У той самий час конкуренція сприяє виникненню у процесі відбору багатьох адаптацій, що веде до різноманіттю видів, які у певному співтоваристві чи регіоні.

Конкурентна взаємодія може стосуватися простору, їжі або біогенних елементів, світла та багатьох інших факторів. Міжвидова конкуренція, в залежності від того, на чому вона базується, може призвести або до встановлення рівноваги між двома видами, або, при більш жорсткій конкуренції, до заміни популяції одного виду популяцією іншого. Також результатом конкуренції може стати і таке, що один вид витіснить інший в інше місце або змусить його перейти на інші ресурси.