Экологические факторы.

Распространение организмов определяются в первую очередь условиями среды, которая воздействует на организмы различными составляющими ее элементами. Каждый элемент среды является фактором, которые должны быть классифицированы. Прежде всего, выделяют факторы абиотические (факторы неживой природы) и факторы биотические (факторы живой природы). Особо выделяются факторы антропогенные (влияние человека).

К числу абиотических факторов принадлежат:

· первую группу составляют климатические: влажность воздуха, количество осадков, температура, количество света, фотопериодичность, ветровой режим, давление воздуха, газовый состав атмосферы;

· вторую группу для наземных организмов составляют факторы эдафические, т.е. почвенные (химические, физические и механические особенности почв и грунтов);

· третья группа – гидрологические факторы – изменение прозрачности и освещенности в зависимости от глубины, мутности водной толщи, изменения давления с глубиной и т.д.;

· четвертую группу составляют факторы орографические, особенности рельефа. Они обладают как местным воздействием (влияние экспозиции и крутизны склона, высота над уровнем моря), так и действием отдаленным, косвенным (например, действие того или иного хребта на распределение климатических факторов, прежде всего влажности и температур).

К биотическим факторам относятся многообразные влияния организмов друг на друга, различные по своему характеру – симбиотические, антагонистические, конкурентные и другие.

Отдельную группу составляют антропогенные факторы – воздействие под влиянием деятельности человека.

Таким образом, система факторов выглядит так:

1. Факторы абиотические (климатические, гидрологические, эдафические, орографические).

2. Факторы биотические – многообразные взаимоотношения организмов.

3. Факторы антропогенные.

Для различных организмов набор значений фактора, при котором он может существовать, неодинаков. Наименьшее значение фактора, при котором может существовать тот или иной организм, называется его минимумом, наибольшее – максимумом. Жизнь любого организма протекает между минимальным и максимальным значениями данного фактора. Наиболее благоприятное для жизни организма значение фактора является его оптимумом, или оптимальным значением. Те значения фактора, при которых организм существует, но в той или иной степени угнетен, называются его пессимальными значениями (пессимумом). К некоторым факторам понятие оптимума не применимо. Так, все значения ионизирующей радиации вредны для организма.

Организмы, могущие существовать при широкой амплитуде факторов, называются эврибионтными, а организмы, для которых существование возможно только при узкой амплитуде факторов, называются стенобионтными. Естественно, что эврибионтные организмы могут при прочих равных условиях занимать более обширные области, чем организмы стенобионтные.

Немецкий агрохимик Ю.Либих установил правило, согласно которому существование организма определяется тем фактором, который находится в минимуме. В.П.Гептнер применил это правило в зоогеографии: нормальное и длительное существование вида в какой-либо местности невозможно, если хотя бы один фактор развит в степени, находящейся ниже минимума потребностей вида.

С в е т – один из основных климатических факторов, определяющих возможности существования организмов. На свету происходит фотосинтез и это – решающий фактор существования растений. По отношению к свету они делятся на светолюбивые и тенелюбивые. Подвижные животные, избирают местообитания с необходимой освещенностью. По отношению к свету различают животных дневных, ночных и сумеречных. Характер активности животных меняется в зависимости от времени года, метеорологической обстановки и условий освещения. (Обитающий в полупустыне суслики в жаркие дни бывают активными в утренние и вечерние часы, в пасмурные дни они могут быть активны днем. Полевки в затененных участках проявляют дневную активность, на освещенных участках активны только ночью.) У растений различают положительный и отрицательный фототропизм, у животных – положительный и отрицательный фототаксис. Таким образом, сообщество дифференцируется по потребностям в освещенности. Кроме общего количества света для организмов имеет большое значение фотопериодизм – характер чередования светлых и темных периодов. Близ экватора продолжительность дня и ночи мало различается в течение круглого года; в высоких широтах летом день бывает продолжительным, а ночь коротка, зимой – наоборот. Обитатели этих широт – организмы длинного дня, обитатели тропиков – организмы короткого дня. Растения длинного дня, перемещенные в условия короткого дня не смогут перейти к образованию генеративных органов и наоборот. У животных умеренного пояса осеннее укорочение дня ведет к прекращению процессов размножения, весеннее удлинение дня возобновляет способность к размножению (механизм действия: свет действует на гипофиз, который управляет работой эндокринных органов).

Т е м п е р а т у р а. Ряд животных может поддерживать постоянную температуру тела (гомеотермные животные), в отличие от животных пойкилотермных, температура тела которых определяется температурой среды. Промежуточная группа – животные гетеротермые, которые в активном состоянии гомеотермные, а при впадении в спячку теряют способность к терморегуляции.

Все организмы по отношению к температуре среды могут быть эвритермными (обитающими при значительных колебаниях температуры) и стенотермными (обитающими при узких колебаниях температур). Стенотермные животные бывают теплолюбивыми (слон, носорог, обезьяны, попугаи) и холодолюбивы (белый медведь, пингвины).

В л а ж н о с т ь. Имеются организмы эвригигробионтные, существующие при самых различных значениях влажности, ксерофильные – обитатели засушливых местообитаний, мезофильные – обитатели местообитаний средних по влажности, гигрофильные – обитатели влажных местообитаний. Приспособления к обитанию в экстремальных условиях у растений и животных очень многообразны (примеры: суккуленты, цисты и споры у растений, физиологические приспособления у животных).

Э д а ф и ч е с к и е факторы – особенности почв и снежного покрова. При этом важны кислотность почв, содержание легкорастворимых солей и питательных веществ, механический состав, уплотненность, аэрация почв.

Однако факторы действуют не изолированно друг от друга, а совместно и потому могут в той или иной степени замещать друг друга, как указал швейцарский ученый Е.Рюбель. Примеры: многие птицы покидают широты умеренного пояса осенью, улетая на юг, где теплее. Однако если птицы получают в достатке корм, то они могут зимовать и там, где обычно зимой отсутствуют. Растения, которые не могут жить под пологом леса в умеренном поясе из-за недостатка света, в тропическом лесу, при более высоких температурах, переносят значительно больший недостаток освещения.

Если действие абиотических факторов легко понять и представить, то биотические факторы требуют некоторого пояснения.

Биотические факторы классифицируются по характеру отношений с другими организмами в сообществе. Если обозначить положительные результаты отношений для одного из взаимодействующих организмов знаком "+", отрицательные результаты знаком "-", а отсутствие как положительных, так и отрицательных результатов знаком "0", то получим таблицу типов отношений между организмами.

Примеры:

мутуализм - отношения между раком-отшельником прячущемся в пустой раковине моллюска и актинией на этой раковине. Муравьи и тли.

комменсализм – взаимоотношения между рыбами-прилипалами и их хозяевами.

хищничество – одно из наиболее распространенных отношений.

паразитизм – отношения, при которых один вид (паразит) питается тканями

другого вида (хозяина), при этом взаимоотношения паразита со средой осуществляются в основном через организм хозяина. Грань между хищником и паразитом провести нелегко. Паразитические отношения очень разнообразны и сложно классифицированы (наука – паразитология).

антибиоз – отношения связаны с тем, что организм выделяет какие-либо токсические вещества, действующие на другие организмы, но не оказывающие вредного действия на него самого (выделение антибиотических веществ растениями, бактериями и т.д.)

конкуренция – всеохватывающие отношения в природе. Бывает внутривидовой и межвидовой. В результате конкуренции происходит отмирание части особей, иногда весьма значительной. Конкуренция лежит в основе процессов естественного отбора и видообразования.