Facteurs environnementaux anthropiques, biotiques et abiotiques. Facteurs abiotiques, facteurs biotiques environnementaux : exemples

introduction

Chaque jour, pressé de vaquer à vos occupations, vous marchez dans la rue, frissonnant de froid ou transpirant de chaleur. Et après une journée de travail, allez au magasin, achetez de la nourriture. En quittant le magasin, arrêtez précipitamment un minibus qui passe et descendez impuissant jusqu'au siège vide le plus proche. Pour beaucoup, c'est un mode de vie familier, n'est-ce pas ? Avez-vous déjà pensé à la façon dont la vie continue en termes d'écologie? L'existence de l'homme, des plantes et des animaux n'est possible que par leur interaction. Il ne se passe pas de l'influence de la nature inanimée. Chacun de ces types d'influence a sa propre désignation. Ainsi, il n'y a que trois types d'impacts environnementaux. Ceux-ci sont anthropiques, biotiques et a facteurs biotiques. Examinons chacun d'eux et son impact sur la nature.

1. Facteurs anthropiques - l'impact sur la nature de toutes les formes d'activité humaine

Lorsque ce terme est mentionné, pas une seule pensée positive ne vient à l'esprit. Même lorsque les gens font quelque chose de bien pour les animaux et les plantes, c'est à cause des conséquences de mauvaises choses déjà faites (par exemple, le braconnage).

Facteurs anthropiques (exemples) :

• Assèchement des marécages.
• Fertilisation des champs avec des pesticides.
• Braconnage.
• Déchets industriels (photo).

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Comme vous pouvez le voir, fondamentalement, une personne ne nuit qu'à l'environnement. Et du fait de l'augmentation de la production économique et industrielle, même les mesures de protection de l'environnement mises en place par de rares volontaires (création de réserves, rassemblements écologistes) n'aident plus.

2. Facteurs biotiques - l'influence de la faune sur une variété d'organismes

En termes simples, il s'agit de l'interaction des plantes et des animaux les uns avec les autres. Cela peut être à la fois positif et négatif. Il existe plusieurs types d'interactions de ce type :

1. Concurrence - de telles relations entre des individus d'un ou différents types, dans lequel l'utilisation d'une certaine ressource par l'un d'eux réduit sa disponibilité pour les autres. En général, lors des compétitions, les animaux ou les plantes se battent entre eux pour leur morceau de pain.

2. Mutualisme - une telle relation dans laquelle chacune des espèces reçoit un certain avantage. En termes simples, lorsque les plantes et / ou les animaux se complètent harmonieusement.

3. Le commensalisme est une forme de symbiose entre des organismes d'espèces différentes, dans laquelle l'un d'eux utilise l'habitation ou l'organisme hôte comme lieu d'établissement et peut manger les restes de nourriture ou les produits de son activité vitale. En même temps, cela n'apporte aucun préjudice ou avantage au propriétaire. En général, un petit ajout discret.

Facteurs biotiques (exemples) :

Coexistence de polypes de poissons et de coraux, de protozoaires et d'insectes flagellaires, d'arbres et d'oiseaux (ex. pics), d'étourneaux et de rhinocéros.

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Malgré le fait que les facteurs biotiques peuvent être nocifs pour les animaux, les plantes et les humains, ils présentent également de très grands avantages.

3. Facteurs abiotiques - l'impact de la nature inanimée sur une variété d'organismes

Oui, et la nature inanimée joue également un rôle important dans les processus vitaux des animaux, des plantes et des humains. Le facteur abiotique le plus important est peut-être le climat.

Facteurs abiotiques : exemples

Les facteurs abiotiques sont la température, l'humidité, l'éclairage, la salinité de l'eau et du sol, ainsi que l'environnement de l'air et sa composition en gaz.

Sortir

Les facteurs abiotiques peuvent nuire aux animaux, aux plantes et aux humains, mais ils leur profitent surtout.

Résultat

Le seul facteur qui ne profite à personne est anthropique. Oui, cela n'apporte rien de bon non plus à une personne, bien qu'elle soit sûre qu'elle change la nature pour son propre bien, et ne pense pas à ce que ce «bien» deviendra pour lui et ses descendants dans dix ans. L'homme a déjà complètement détruit de nombreuses espèces d'animaux et de plantes qui avaient leur place dans l'écosystème mondial. La biosphère de la Terre est comme un film dans lequel il n'y a pas de petits rôles, ce sont tous les principaux. Imaginez maintenant que certains d'entre eux ont été supprimés. Que se passe-t-il dans le film ? Il en est ainsi dans la nature : si le moindre grain de sable disparaît, le grand édifice de la Vie s'effondrera.

Conférence #6

Facteurs biotiques

1. Concept, types de facteurs biotiques.

   Facteurs biotiques du milieu terrestre et aquatique, sols

   Substances biologiquement actives d'organismes vivants

   Facteurs anthropiques

Modèles généraux d'interaction entre les organismes et les facteurs environnementaux

1. La notion de facteur limitant. Loi du minimum de Liebig, loi de Shelford

   Les spécificités de l'impact des facteurs anthropiques sur le corps

   Classification des organismes en relation avec les facteurs environnementaux

1. Facteurs biotiques

Les interactions indirectes résident dans le fait que certains organismes forment l'environnement par rapport à d'autres, et la priorité appartient ici, bien sûr, aux plantes photosynthétiques. Par exemple, la fonction de formation de l'environnement local et mondial des forêts est bien connue, y compris leur rôle dans la protection des sols et des champs et la protection de l'eau. Directement dans les conditions de la forêt, un microclimat particulier est créé, qui dépend des caractéristiques morphologiques des arbres et permet de vivre ici des animaux forestiers spécifiques, des plantes herbacées, des mousses, etc.. Les conditions des steppes à plumes représentent des espèces complètement différentes régimes des facteurs abiotiques. Dans les réservoirs et les cours d'eau, les plantes sont la principale source d'un élément abiotique aussi important de l'environnement que l'oxygène.

En même temps, les plantes servent d'habitat direct à d'autres organismes. Par exemple, dans les tissus d'un arbre (bois, liber, écorce), de nombreux champignons se développent, dont les fructifications (champignons amadou) sont visibles à la surface du tronc; à l'intérieur des feuilles, des fruits, des tiges de plantes herbacées et ligneuses, vivent de nombreux insectes et autres invertébrés, et les creux des arbres sont l'habitat habituel de nombreux mammifères et oiseaux. Pour de nombreuses espèces d'animaux vivant secrètement, le lieu d'alimentation est combiné avec l'habitat.

Interactions entre les organismes vivants dans les milieux terrestres et Environnement aquatique

Les interactions entre organismes vivants (principalement des animaux) sont classées en fonction de leurs réactions mutuelles.

Il existe des homotypes (du grec. homos- identiques) réactions, c'est-à-dire interactions entre individus et groupes d'individus d'une même espèce, et hétérotypiques (du grec. hétéros- différent, différent) - interactions entre représentants d'espèces différentes. Chez les animaux, il existe des espèces qui peuvent se nourrir d'un seul type de nourriture (monophages), d'une gamme plus ou moins limitée de sources de nourriture (oligophages étroits ou larges), ou de plusieurs espèces, en utilisant non seulement des tissus végétaux, mais aussi animaux. (polyphages) pour l'alimentation. Ces derniers comprennent, par exemple, de nombreux oiseaux qui peuvent manger à la fois des insectes et des graines de plantes, ou une espèce aussi connue qu'un ours est un prédateur par nature, mais mange volontiers des baies et du miel.

Le type le plus courant d'interactions hétérotypiques entre animaux est la prédation, c'est-à-dire la poursuite directe et la consommation de certaines espèces par d'autres, par exemple, les insectes par les oiseaux, les ongulés herbivores par les prédateurs carnivores, les petits poissons par les plus gros, etc. La prédation est très répandue. parmi les invertébrés - insectes, arachnides, vers, etc.

D'autres formes d'interactions entre organismes incluent la pollinisation bien connue des plantes par les animaux (insectes) ; phorésie, c'est-à-dire transfert d'une espèce à une autre (par exemple, graines de plantes par les oiseaux et les mammifères); le commensalisme (communautaire), lorsque certains organismes se nourrissent des restes de nourriture ou des sécrétions d'autres, dont un exemple sont les hyènes et les vautours qui dévorent les restes de nourriture des lions ; synoikiu (cohabitation), par exemple, l'utilisation par certains animaux des habitats (terriers, nids) d'autres animaux ; le neutralisme, c'est-à-dire l'indépendance mutuelle d'espèces différentes vivant sur un territoire commun.

L'un des types importants d'interaction entre les organismes est la compétition, qui se définit comme le désir de deux espèces (ou individus d'une même espèce) de posséder la même ressource. Ainsi, la compétition intraspécifique et interspécifique est distinguée. La compétition interspécifique est considérée, en outre, comme le désir d'une espèce de déplacer une autre espèce (concurrente) d'un habitat donné.

Cependant, il est difficile de trouver des preuves réelles de la concurrence dans des conditions naturelles (plutôt qu'expérimentales). Bien sûr, deux individus différents de la même espèce peuvent essayer de s'enlever des morceaux de viande ou d'autres aliments, mais de tels phénomènes s'expliquent par la qualité différente des individus eux-mêmes, leur adaptabilité différente aux mêmes facteurs environnementaux. Tout type d'organisme est adapté non pas à un facteur en particulier, mais à son complexe, et les exigences de deux espèces différentes (même proches) ne coïncident pas. Par conséquent, l'un des deux sera contraint de quitter le milieu naturel non pas en raison des aspirations compétitives de l'autre, mais simplement parce qu'il est moins adapté à d'autres facteurs.Un exemple typique est la « concurrence » pour la lumière entre les conifères et les feuillus. espèces dans les jeunes peuplements.

Les feuillus (tremble, bouleau) dépassent en croissance le pin ou l'épicéa, mais cela ne peut être considéré comme une concurrence entre eux : les premiers sont simplement mieux adaptés aux conditions des défrichements et des brûlis que les seconds. Les travaux à long terme sur la destruction des "mauvaises herbes" à feuilles caduques à l'aide d'herbicides et d'arboricides (préparations chimiques pour la destruction des plantes herbacées et arbustives) n'ont généralement pas conduit à la "victoire" des conifères, car non seulement l'apport de lumière, mais aussi de nombreux autres facteurs (tels que biotiques et abiotiques) ne répondaient pas à leurs besoins.

Toutes ces circonstances, une personne doit tenir compte lors de la gestion de la faune, lors de l'exploitation des animaux et des plantes, c'est-à-dire lors de la pêche ou de l'exercice d'activités économiques telles que la protection des plantes dans l'agriculture.

Facteurs biotiques du sol

Comme mentionné ci-dessus, le sol est un corps bioinerte. Les organismes vivants jouent un rôle important dans les processus de sa formation et de son fonctionnement. Ceux-ci incluent, tout d'abord, les plantes vertes qui extraient les produits chimiques nutritifs du sol et les renvoient avec les tissus mourants.

Mais dans les processus de formation des sols, le rôle décisif est joué par les organismes vivants habitant le sol (pédobiontes) : microbes, invertébrés, etc. Les micro-organismes jouent un rôle prépondérant dans la transformation des composés chimiques, la migration des éléments chimiques et la nutrition.

La destruction primaire de la matière organique morte est effectuée par des invertébrés (vers, mollusques, insectes, etc.) en train de se nourrir et d'excréter des produits digestifs dans le sol. La fixation photosynthétique du carbone dans le sol est réalisée dans certains types de sol par des algues vertes et bleu-vert microscopiques.

Les micro-organismes du sol effectuent la destruction principale des minéraux et conduisent à la formation d'acides organiques et minéraux, d'alcalis, sécrètent des enzymes qu'ils synthétisent, des polysaccharides, des composés phénoliques.

Le maillon le plus important du cycle biogéochimique de l'azote est la fixation de l'azote, qui est réalisée par des bactéries fixatrices d'azote. On sait que la production totale de fixation d'azote par les microbes est de 160 à 170 millions de tonnes/an. Il convient également de mentionner que la fixation de l'azote, en règle générale, est symbiotique (avec les plantes) réalisée par des bactéries nodulaires situées sur les racines des plantes.

Substances biologiquement actives d'organismes vivants

Parmi les facteurs environnementaux de nature biotique figurent les composés chimiques qui sont activement produits par les organismes vivants. Ce sont, en particulier, des phytoncides - des substances principalement volatiles formées par des organismes par des plantes qui tuent les micro-organismes ou inhibent leur croissance. Ceux-ci comprennent les glycosides, les terpénoïdes, les phénols, les tanins et de nombreuses autres substances. Par exemple, 1 hectare de forêt de feuillus émet environ 2 kg de substances volatiles par jour, les conifères - jusqu'à 5 kg, le genévrier - environ 30 kg. Par conséquent, l'air des écosystèmes forestiers est d'une grande importance sanitaire et hygiénique, tuant les micro-organismes qui causent des maladies humaines dangereuses. Pour une plante, les phytoncides remplissent la fonction de protection contre les infections bactériennes, fongiques et les protozoaires. Les plantes sont capables de produire des substances protectrices en réponse à leur infection par des champignons pathogènes.

Les substances volatiles de certaines plantes peuvent servir de moyen de déplacer d'autres plantes. L'influence mutuelle des plantes en libérant des substances physiologiquement actives dans l'environnement est appelée allélopathie (du grec. allelon- mutuellement pathétique- Souffrance).

Les substances organiques formées par des micro-organismes et ayant la capacité de tuer les microbes (ou d'empêcher leur croissance) sont appelées antibiotiques ; un exemple typique est la pénicilline. Les antibiotiques comprennent également les substances antibactériennes contenues dans les cellules végétales et animales.

Des alcaloïdes dangereux qui ont un effet toxique et psychotrope se trouvent dans de nombreux champignons et plantes supérieures. Les maux de tête les plus forts, les nausées, jusqu'à la perte de conscience, peuvent survenir à la suite d'un long séjour d'une personne dans le marais de romarin sauvage.

Les vertébrés et les invertébrés ont la capacité de produire et de sécréter des substances effrayantes, attractives, de signalisation et mortelles. Parmi eux se trouvent de nombreux arachnides (scorpion, karakurt, tarentule, etc.), des reptiles. L'homme utilise largement les poisons des animaux et des plantes à des fins médicinales.

L'évolution conjointe des animaux et des plantes a développé en eux les relations information-chimie les plus complexes. Donnons juste un exemple : de nombreux insectes distinguent leurs espèces alimentaires par l'odeur, les scolytes, en particulier, ne volent que vers un arbre mourant, le reconnaissant par la composition de terpènes résineux volatils.

Facteurs environnementaux anthropiques

Toute l'histoire du progrès scientifique et technologique est une combinaison de la transformation par l'homme des facteurs environnementaux naturels à ses propres fins et de la création de nouveaux facteurs qui n'existaient pas auparavant dans la nature.

La fusion de métaux à partir de minerais et la production d'équipements sont impossibles sans la création de températures élevées, de pressions et de champs électromagnétiques puissants. L'obtention et le maintien de rendements élevés des cultures agricoles nécessitent la production d'engrais et de moyens de protection chimique des plantes contre les ravageurs et les agents pathogènes. Les soins de santé modernes sont impensables sans chimio et physiothérapie. Ces exemples peuvent être multipliés.

Les réalisations du progrès scientifique et technologique ont commencé à être utilisées à des fins politiques et économiques, ce qui s'est extrêmement manifesté dans la création de facteurs environnementaux spéciaux affectant une personne et ses biens: des armes à feu aux moyens d'impact physique, chimique et biologique de masse. Dans ce cas, on peut directement parler de la totalité des facteurs anthropotropes (c'est-à-dire dirigés vers le corps humain) et, en particulier, des facteurs environnementaux anthropocides qui causent la pollution de l'environnement.

D'autre part, en plus de ces facteurs utiles, dans le processus d'exploitation et de traitement des ressources naturelles, des composés chimiques secondaires et des zones de niveaux élevés de facteurs physiques se forment inévitablement. Dans certains cas, ces processus peuvent être de nature spasmodique (dans des conditions d'accidents et de catastrophes) avec de graves conséquences environnementales et matérielles. Par conséquent, il était nécessaire de créer des méthodes et des moyens de protéger une personne contre les facteurs dangereux et nocifs, ce qui a maintenant été réalisé dans le système mentionné ci-dessus - la sécurité des personnes.

Sous une forme simplifiée, une classification indicative des facteurs environnementaux anthropiques est présentée à la fig. une.

Riz. 1. Classification des facteurs environnementaux anthropiques

2. Modèles généraux d'interaction entre les organismes et les facteurs environnementaux

Tout facteur environnemental est dynamique, changeant dans le temps et dans l'espace.

La saison chaude avec la bonne périodicité est remplacée par la saison froide ; On observe pendant la journée des fluctuations plus ou moins importantes de température, d'éclairement, d'humidité, de force du vent, etc.. Tout cela est naturel, des fluctuations de facteurs environnementaux, mais une personne est également capable de les influencer. L'impact de l'activité anthropique sur l'environnement se manifeste dans le cas général par un changement dans les régimes (valeurs absolues et dynamique) des facteurs environnementaux, ainsi que dans la composition des facteurs, par exemple lorsque des xénobiotiques sont introduits dans des milieux naturels. systèmes pendant la production ou lors d'événements particuliers, tels que la protection des plantes à l'aide de pesticides ou l'application d'engrais organiques et minéraux au sol.

Cependant, chaque organisme vivant nécessite des niveaux strictement définis, des quantités (doses) de facteurs environnementaux, ainsi que certaines limites de leurs fluctuations. Si les régimes de tous les facteurs environnementaux correspondent aux exigences héréditaires fixées de l'organisme (c'est-à-dire son génotype), alors il est capable de survivre et de produire une progéniture viable. Les exigences et la résistance de l'un ou l'autre type d'organisme aux facteurs environnementaux déterminent les limites de la zone géographique dans laquelle il peut vivre, c'est-à-dire son aire de répartition. Les facteurs environnement elles déterminent aussi l'amplitude des fluctuations du nombre d'une espèce ou d'une autre dans le temps et dans l'espace, qui ne reste jamais constante, mais varie dans des limites plus ou moins larges.

Loi du facteur limitant

Un organisme vivant dans des conditions naturelles est simultanément exposé non pas à un, mais à de nombreux facteurs environnementaux - à la fois biotiques et abiotiques, et chaque facteur est requis par le corps en certaines quantités ou doses. Les plantes ont besoin de quantités importantes d'humidité, de nutriments (azote, phosphore, potassium), mais d'autres substances, telles que le bore ou le molybdène, sont nécessaires en quantités négligeables. Néanmoins, le manque ou l'absence de toute substance (à la fois macro et microélément) affecte négativement l'état du corps, même si tous les autres sont présents dans les quantités requises. L'un des fondateurs de la chimie agricole, le scientifique allemand Justus Liebig (1803-1873), a formulé la théorie de la nutrition minérale des plantes. Il a constaté que le développement d'une plante ou son état ne dépend pas de ces éléments chimiques (ou substances), c'est-à-dire des facteurs présents dans le sol en quantité suffisante, mais de ceux qui ne le sont pas. Par exemple, la teneur en azote ou en phosphore suffisante pour une plante dans le sol ne peut compenser le manque de fer, de bore ou de potassium. Si l'un (au moins un) des éléments nutritifs du sol est inférieur à ce dont une plante donnée a besoin, elle se développera anormalement, lentement ou présentera des déviations pathologiques. Yu. Liebig a formulé les résultats de ses recherches sous la forme d'un la loi du minimum.

La substance présente dans le minimum contrôle le rendement, détermine sa taille et sa stabilité dans le temps.

Bien sûr, la loi du minimum vaut non seulement pour les plantes, mais aussi pour tous les organismes vivants, y compris les humains. On sait que dans certains cas, le manque de tout élément dans le corps doit être compensé par l'utilisation d'eau minérale ou de vitamines.

Certains scientifiques tirent une conséquence supplémentaire de la loi du minimum, selon laquelle l'organisme est capable dans une certaine mesure de remplacer une substance déficiente par une autre, c'est-à-dire de compenser le manque d'un facteur par la présence d'un autre - fonctionnellement ou physiquement proche. Cependant, ces possibilités sont extrêmement limitées.

On sait, par exemple, que le lait maternel pour nourrissons peut être remplacé par des mélanges artificiels, mais les enfants artificiels qui n'ont pas reçu de lait maternel au cours des premières heures de la vie souffrent généralement de diathèse, qui se manifeste par une tendance aux éruptions cutanées. , inflammation des voies respiratoires, etc.

La loi de Liebig est l'une des lois fondamentales de l'écologie.

Or, au début du XXe siècle, le scientifique américain V. Shelford a montré qu'une substance (ou tout autre facteur) présente non seulement en quantité minimale, mais également en excès par rapport au niveau requis par l'organisme, peut entraîner des effets indésirables. conséquences sur le corps.

Par exemple, même une légère déviation de la teneur en mercure dans le corps (en principe, un élément inoffensif) par rapport à une certaine norme entraîne de graves troubles fonctionnels (la «maladie de Minamata» bien connue). Le manque d'humidité dans le sol rend les nutriments qu'il contient inutiles pour la plante, mais une humidité excessive entraîne des conséquences similaires pour des raisons telles que la "suffocation" des racines, l'acidification du sol et l'apparition de processus anaérobies. De nombreux microorganismes, y compris ceux utilisés dans les stations d'épuration biologique, sont très sensibles aux limites de la teneur en ions hydrogène libres, c'est-à-dire à l'acidité du milieu (pH).

Analysons ce qui arrive à l'organisme dans les conditions de la dynamique du régime de l'un ou l'autre facteur environnemental. Si vous placez un animal ou une plante dans une chambre expérimentale et que vous modifiez la température de l'air, l'état (tous les processus vitaux) de l'organisme changera. Dans ce cas, un niveau optimal (optimal) de ce facteur (Topt) pour l'organisme sera révélé. à laquelle son activité (A) sera maximale (Fig. 2.). Mais si les régimes du facteur s'écartent de l'optimum dans un sens ou dans un autre (plus ou moins grand), alors l'activité diminuera. En atteignant un certain maximum ou valeur minimum le facteur deviendra incompatible avec les processus vitaux. Des changements se produiront dans le corps qui causeront sa mort. Ces niveaux seront donc létaux ou létaux (Tlet et T'let).

Théoriquement, des résultats similaires, bien que pas absolument similaires, peuvent être obtenus dans des expériences avec une modification d'autres facteurs: humidité de l'air, teneur en divers sels de l'eau, acidité de l'environnement, etc. (voir Fig. 2, b). Plus l'amplitude des fluctuations du facteur auquel l'organisme peut rester viable est large, plus sa stabilité est élevée, c'est-à-dire sa tolérance à l'un ou l'autre facteur (de lat. tolérance- patience).

Riz. 2. L'impact du facteur environnemental sur le corps

Par conséquent, le mot «tolérant» est traduit par stable, tolérant et la tolérance peut être définie comme la capacité d'un organisme à résister aux écarts de facteurs environnementaux par rapport aux valeurs optimales pour son activité vitale.

De tout ce qui précède, il résulte Loi de W. Shelford, ou le soi-disant loi de tolérance.

Tout organisme vivant a certaines limites supérieures et inférieures héritées de l'évolution de la résistance (tolérance) à tout facteur environnemental.

Dans cette formulation, la loi peut être illustrée par une courbe modifiée (Fig. 2, b), où l'axe horizontal ne représente pas la température, mais divers autres facteurs, à la fois physiques et chimiques. Pour un organisme, non seulement la plage de changement de facteur est importante, mais aussi la vitesse à laquelle le facteur change. Des expériences sont connues lorsque, avec une forte diminution de la température de l'air de +15 à -20 ° C, les chenilles de certains papillons sont mortes et, avec un refroidissement lent et progressif, elles ont pu reprendre vie après des températures beaucoup plus basses. La loi est formulée de telle manière qu'elle est valable pour tout facteur environnemental. En général, c'est vrai. Mais des exceptions sont également possibles, lorsqu'il n'y a pas de limite supérieure ou inférieure de stabilité. Nous examinerons un exemple spécifique d'une telle exception ci-dessous.

Cependant, la loi de tolérance a une autre interprétation. La loi de la tolérance est associée à des idées répandues en écologie sur les facteurs limitants. Il n'y a pas d'interprétation unique de ce concept, et différents écologistes lui donnent des significations complètement différentes.

On pense par exemple que le facteur environnemental joue le rôle de facteur limitant s'il est absent ou s'il est au-dessus ou au-dessous du seuil critique (Dajo, 1975, p. 22) ; une autre interprétation est qu'un facteur limitant est celui qui définit le cadre de tout processus, phénomène ou existence d'un organisme (Reimers, 1990, p. 544) ; le même concept est utilisé à propos des ressources qui limitent la croissance démographique et peuvent créer une base de concurrence (Riklefs, 1979, p. 255). Selon Odum (1975, p. 145), toute condition qui approche ou dépasse les limites de tolérance est un facteur limitant. Ainsi, pour les organismes anaérobies, l'oxygène est considéré comme un facteur limitant, pour le phytoplancton dans l'eau - le phosphore, etc.

Que signifie réellement cette phrase ? La réponse à cette question est extrêmement importante en termes d'applications et est associée à la pollution de l'environnement. Revenons à la fig. 2, un. Comme vous pouvez le voir, la plage entre Tlet et T'let représente les limites de survie, après quoi la mort survient. Dans le même temps, la gamme réelle de résistance des organismes est beaucoup plus étroite. Si, dans l'expérience, le mode du facteur s'écarte de Topt, l'état vital de l'organisme (A) diminuera et, à certaines valeurs supérieures ou inférieures du facteur, des changements pathologiques irréversibles se produiront dans l'organisme expérimental. Le corps entrera dans un état déprimé et pessimal. Même si vous arrêtez l'expérience et ramenez le facteur à l'optimum, le corps ne pourra pas restaurer complètement son état (santé), bien que cela ne signifie pas qu'il mourra définitivement. Des situations similaires sont bien connues en médecine : lorsque des personnes sont exposées à des produits chimiques nocifs, au bruit, à des vibrations, etc. au cours de leur expérience professionnelle, elles développent des maladies professionnelles. Ainsi, avant que le facteur n'ait un effet létal sur l'organisme, il peut limiter son état vital.

Tout facteur environnemental dynamique dans le temps et dans l'espace (physique, chimique, biologique) peut être à la fois létal et limitant, selon son ampleur. Cela permet de formuler le postulat suivant, qui a valeur de loi.

Tout élément de l'environnement peut agir comme un facteur environnemental limitant si son niveau provoque des changements pathologiques irréversibles dans l'organisme et le transfère (l'organisme) à un état irréversiblement pessimal, dont l'organisme n'est pas capable de sortir, même si le niveau de ce facteur revient à l'optimum.

Ce postulat est directement lié à la protection sanitaire de l'environnement et à la régulation sanitaire et hygiénique des composés chimiques dans l'air, le sol, l'eau et les produits alimentaires.

Sur la fig. 2, et les valeurs du facteur, au-dessus desquelles il deviendra limitant, sont désignées Tlim et T'lim.

En fait, la loi du facteur limitant peut être considérée comme un cas particulier d'une loi plus générale - la loi de tolérance, et on peut lui donner la formulation appliquée suivante.

Tout organisme vivant a des seuils supérieurs et inférieurs (limites) de résistance à tout facteur environnemental, au-delà desquels ce facteur provoque des déviations fonctionnelles irréversibles et persistantes dans le corps de certains organes et processus physiologiques (biochimiques), sans entraîner directement la mort.

Les régularités considérées et illustrées sur la figure 2 a, b représentent une théorie générale. Mais les données obtenues dans une expérience réelle, en règle générale, ne permettent pas de construire de telles courbes idéalement symétriques : les taux réels de détérioration de l'état vital d'un organisme lorsque le niveau du facteur s'écarte de l'optimum dans une direction ou un autre ne sont pas les mêmes.

Un organisme peut être plus résistant, par exemple, aux basses températures ou aux niveaux d'autres facteurs, mais moins résistant aux températures élevées, comme le montre la Fig. 3. En conséquence, les parties pessimales des courbes de tolérance seront plus ou moins "pentes". Ainsi, pour les organismes qui aiment la chaleur, même une légère diminution de la température de l'environnement peut avoir des conséquences néfastes (et irréversibles) sur leur état, tandis qu'une augmentation de la température aura un effet lent et progressif.

Ce qui précède s'applique non seulement à la température ambiante, mais également à d'autres facteurs, tels que la teneur en certains produits chimiques dans l'eau, la pression, l'humidité, etc. De plus, chez les espèces qui se développent avec transformation (nombreux amphibiens, arthropodes), la tolérance à la même les facteurs à différents stades de l'ontogenèse peuvent être différents.

Découvrez l'effet cumulatif de diverses conditions. Les facteurs abiotiques, les facteurs biotiques et anthropiques affectent les caractéristiques de leur vie et de leur adaptation.

Quels sont les facteurs environnementaux?

Toutes les conditions de nature inanimée sont appelées facteurs abiotiques. Il s'agit, par exemple, de la quantité de rayonnement solaire ou d'humidité. Les facteurs biotiques comprennent tous les types d'interaction entre les organismes vivants. Depuis quelques années, l'activité humaine exerce une influence croissante sur les organismes vivants. Ce facteur est anthropique.

Facteurs environnementaux abiotiques

L'action des facteurs inanimés dépend de conditions climatiques habitat. L'un d'eux est la lumière du soleil. L'intensité de la photosynthèse, et donc la saturation de l'air en oxygène, dépend de sa quantité. C'est cette substance dont les organismes vivants ont besoin pour respirer.

Les facteurs abiotiques comprennent également la température et l'humidité de l'air. La diversité des espèces et la saison de croissance des plantes en dépendent, en particulier cycle de la vie animaux. Les organismes vivants s'adaptent à ces facteurs de différentes manières. Par exemple, la plupart des angiospermes perdent leurs feuilles pour l'hiver afin d'éviter une perte d'humidité excessive. Les plantes du désert ont qui atteint des profondeurs considérables. Cela leur fournit la quantité d'humidité nécessaire. Les primevères ont le temps de pousser et de fleurir en quelques semaines au printemps. Et la période d'été sec et d'hiver froid avec peu de neige qu'ils connaissent sous la forme d'un oignon. Cette modification souterraine de la pousse accumule une quantité suffisante d'eau et de nutriments.

Les facteurs environnementaux abiotiques impliquent également l'influence de facteurs locaux sur les organismes vivants. Il s'agit notamment de la nature du relief, de la composition chimique et de la saturation des sols en humus, du niveau de salinité de l'eau, de la nature des courants océaniques, de la direction et de la vitesse du vent et de la direction du rayonnement. Leur influence se manifeste à la fois directement et indirectement. Ainsi, la nature du relief détermine l'effet des vents, de l'humidité et de l'éclairage.

Influence des facteurs abiotiques

Les facteurs de nature inanimée ont une nature différente de l'impact sur les organismes vivants. Monodominant est l'impact d'une influence prédominante avec une légère manifestation du reste. Par exemple, s'il n'y a pas assez d'azote dans le sol, système racinaire se développe à un niveau insuffisant et d'autres éléments ne peuvent influencer son développement.

Renforcer l'action de plusieurs facteurs en même temps est une manifestation de synergie. Ainsi, s'il y a suffisamment d'humidité dans le sol, les plantes commencent à mieux absorber l'azote et le rayonnement solaire. Les facteurs abiotiques, les facteurs biotiques et les facteurs anthropiques peuvent être provocateurs. Avec un dégel précoce, les plantes souffriront très probablement du gel.

Caractéristiques de l'action des facteurs biotiques

Les facteurs biotiques comprennent diverses formes d'influence des organismes vivants les uns sur les autres. Ils peuvent également être directs et indirects et apparaître assez polaires. Dans certains cas, les organismes n'ont aucun effet. C'est une manifestation typique du neutralisme. Ce une chose rare considéré uniquement en cas d'absence totale d'interaction directe des organismes les uns avec les autres. Vivant dans une biogéocénose commune, les écureuils et les orignaux n'interagissent en aucune façon. Cependant, ils sont affectés par le rapport quantitatif général dans le système biologique.

Exemples de facteurs biotiques

Le commensalisme est aussi un facteur biotique. Par exemple, lorsque les cerfs portent des fruits de bardane, ils n'en retirent aucun avantage ou préjudice. En même temps, ils apportent des avantages significatifs en installant de nombreux types de plantes.

Entre les organismes surgissent souvent et Leurs exemples sont le mutualisme et la symbiose. Dans le premier cas, il y a cohabitation mutuellement bénéfique d'organismes d'espèces différentes. Un exemple typique de mutualisme est le bernard-l'ermite et l'anémone. Sa fleur prédatrice est une défense fiable de l'arthropode. Et la coquille d'anémone de mer est utilisée comme habitation.

Une cohabitation plus étroite mutuellement bénéfique est la symbiose. Son exemple classique est le lichen. Ce groupe d'organismes est une collection de filaments de champignons et de cellules d'algues bleu-vert.

Les facteurs biotiques, dont nous avons pris des exemples, peuvent être complétés par la prédation. Dans ce type d'interaction, les organismes d'une espèce sont la nourriture des autres. Dans un cas, les prédateurs attaquent, tuent et mangent leur proie. Dans un autre, ils sont engagés dans la recherche d'organismes de certaines espèces.

Action des facteurs anthropiques

Facteurs abiotiques, facteurs biotiques longue duréeétaient les seuls qui affectent les organismes vivants. Cependant, avec le développement de la société humaine, son influence sur la nature a augmenté de plus en plus. Le célèbre scientifique V. I. Vernadsky a même distingué une coquille séparée créée par l'activité humaine, qu'il a appelée la Noosphère. La déforestation, le labourage illimité des terres, l'extermination de nombreuses espèces de plantes et d'animaux, la gestion déraisonnable de la nature sont les principaux facteurs qui modifient l'environnement.

L'habitat et ses facteurs

Les facteurs biotiques, dont des exemples ont été donnés, ainsi que d'autres groupes et formes d'influences, ont leur propre signification dans différents habitats. L'activité vitale sol-air des organismes dépend en grande partie des fluctuations de la température de l'air. Et dans l'eau, le même indicateur n'est pas si important. action facteur anthropique dans ce moment revêt une importance particulière dans tous les habitats d'autres organismes vivants.

et adaptation des organismes

Un groupe distinct peut être identifié facteurs qui limitent l'activité vitale des organismes. Ils sont appelés limitants ou limitants. Pour les plantes à feuilles caduques, les facteurs abiotiques comprennent la quantité de rayonnement solaire et d'humidité. Ils sont limitatifs. En milieu aquatique, son niveau de salinité et sa composition chimique sont limitants. Alors le réchauffement climatique conduit à la fonte des glaciers. Cela entraîne à son tour une augmentation de la teneur en eau douce et une diminution de sa salinité. En conséquence, les organismes végétaux et animaux qui ne peuvent pas s'adapter aux changements de ce facteur et s'adapter meurent inévitablement. Pour l'instant c'est mondial problème environnemental humanité.

Ainsi, les facteurs abiotiques, les facteurs biotiques et les facteurs anthropiques agissent ensemble sur différents groupes d'organismes vivants dans les habitats, régulant leur nombre et leurs processus de vie, modifiant la richesse en espèces de la planète.

FACTEURS BIOTIQUES

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Sujet de l'article :	FACTEURS BIOTIQUES
Rubrique (catégorie thématique)	La biologie

L'objectif est d'étudier les types d'interactions et de relations entre les organismes. Donner une définition des facteurs zoogéniques, phytogéniques et anthropiques.

Les facteurs biotiques sont un ensemble d'influences de l'activité vitale de certains organismes sur d'autres. Parmi eux, on distingue généralement:

Influence des organismes animaux (facteurs zoogènes),

Influence des organismes végétaux (facteurs phytogéniques),

Influence humaine (facteurs anthropiques).

L'action des facteurs biotiques peut être considérée comme leur action sur le milieu, sur les organismes individuels habitant ce milieu, ou l'action de ces facteurs sur des communautés entières.

Il existe deux types d'interactions entre organismes :

L'interaction entre individus d'une même espèce est une compétition intraspécifique ;

Relations entre individus d'espèces différentes. L'influence que les ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ ont l'un sur l'autre entre deux espèces vivant ensemble doit être neutre, favorable ou défavorable.

Type de relation :

1) mutuellement bénéfique (protocoopération, symbiose, mutualisme) ;

2) utile-neutre (commensalisme - gueule de bois, compagnie, logement);

4) mutuellement nuisibles (interspécifique, compétition, intraspécifique).

Neutralisme - les deux espèces sont indépendantes et n'ont aucune influence l'une sur l'autre;

-
concurrence - chacune des espèces a un effet négatif sur les autres espèces. Les espèces se disputent la nourriture, l'abri, la ponte, etc. Les deux espèces sont dites concurrentes ;

Le mutualisme est une relation symbiotique où les deux espèces qui cohabitent profitent l'une de l'autre;

Collaboration - les deux espèces forment une communauté. Ce n'est pas obligatoire, puisque chaque espèce peut exister séparément, isolée, mais la vie en communauté profite à toutes les deux ;

Commensalisme - relations d'espèces dans lesquelles l'un des partenaires profite sans nuire à l'autre;

L'amensalisme est un type de relation interspécifique dans lequel, dans un habitat partagé, une espèce supprime l'existence d'une autre espèce sans rencontrer d'opposition ;

La prédation est un type de relation dans laquelle les représentants d'une espèce mangent (détruisent) les représentants d'une autre, ᴛ.ᴇ. les organismes de la même espèce servent de nourriture aux amis des OSC

Parmi les relations mutuellement bénéfiques entre les espèces (populations), outre le mutualisme, on distingue la symbiose et la protocoopération.

La protocoopération est un type simple de relation symbiotique. Sous cette forme, la coexistence est avantageuse pour les deux espèces, mais pas nécessairement pour elles, ᴛ.ᴇ. est une condition indispensable à la survie des espèces (populations).

Sous le commensalisme, en tant que relations utiles-neutres, le parasitisme, la camaraderie et l'hébergement sont distingués.

Freeloading - la consommation des restes de la nourriture de l'hôte, par exemple, la relation des requins avec le poisson collant.

Le compagnonnage est la consommation de différentes substances ou de parties de celles-ci de la même ressource. Par exemple, la relation entre différents types de bactéries-saprophytes du sol qui traitent différents matière organique provenant de résidus de plantes en décomposition et de plantes supérieures qui consomment les sels minéraux qui en résultent.

Hébergement - l'utilisation par certaines espèces d'autres (leurs corps ou leurs habitations) comme abri ou habitation.

1. Facteurs zoogéniques

Les organismes vivants vivent entourés de beaucoup d'autres, entrent avec eux dans diverses relations, avec des conséquences à la fois négatives et positives pour eux-mêmes, et ne peuvent finalement pas exister sans ce milieu vivant. La communication avec d'autres organismes est une condition extrêmement importante pour la nutrition et la reproduction, la possibilité de protection, l'atténuation des conditions environnementales défavorables et, d'autre part, le danger de dommages et souvent une menace directe pour l'existence de l'individu. Le milieu de vie immédiat d'un organisme constitue son environnement biotique. Chaque espèce ne peut exister que dans un tel environnement biotique, où les connexions avec d'autres organismes fournissent des conditions normales pour leur vie. Il s'ensuit que divers organismes vivants se trouvent sur notre planète non pas dans n'importe quelle combinaison, mais forment certaines communautés, qui comprennent des espèces adaptées à la cohabitation.

Les interactions entre individus d'une même espèce se manifestent par une compétition intraspécifique.

Compétition intraspécifique. Avec la compétition intraspécifique entre les individus, les relations sont préservées dans lesquelles ils sont en

capables de se reproduire et d'assurer la transmission de leurs propriétés héréditaires inhérentes.

La compétition intraspécifique se manifeste dans le comportement territorial, lorsque, par exemple, un animal défend son site de nidification ou une certaine zone à proximité. Ainsi, pendant la saison de reproduction des oiseaux, le mâle protège un certain territoire auquel, en dehors de sa femelle, il n'autorise aucun individu de son espèce. La même image peut être observée chez de nombreux poissons (par exemple, l'épinoche).

Une manifestation de la compétition intraspécifique est l'existence d'une hiérarchie sociale chez les animaux, caractérisée par l'apparition d'individus dominants et subordonnés dans la population. Par exemple, chez le coléoptère de mai, les larves de trois ans suppriment les larves d'un et de deux ans. C'est la raison pour laquelle l'émergence des coléoptères adultes n'est observée qu'une fois tous les trois ans, alors que chez d'autres insectes (par exemple, semer des taupins), la durée du stade larvaire est également de trois ans et l'émergence des adultes se produit chaque année en raison de l'absence de compétition entre les larves. .

La compétition entre les individus d'une même espèce pour la nourriture devient plus intense à mesure que la densité de population augmente. Dans certains cas, la compétition intraspécifique peut conduire à la différenciation de l'espèce, à son éclatement en plusieurs populations occupant des territoires différents.

Sous le neutralisme, les individus ne sont pas directement liés les uns aux autres, et leur cohabitation sur un même territoire n'entraîne pour eux ni conséquences positives ni négatives, mais dépend de l'état de la communauté dans son ensemble. Ainsi, les orignaux et les écureuils vivant dans la même forêt ne se contactent pratiquement pas. Des relations de type neutralisme se développent dans les communautés riches en espèces.

La compétition interspécifique est une recherche active par deux espèces ou plus des mêmes ressources alimentaires, habitat. En règle générale, des relations de concurrence naissent entre des espèces ayant des exigences écologiques similaires.

Les relations compétitives sont très différentes - de la lutte physique directe à la coexistence pacifique.

La concurrence est l'une des raisons pour lesquelles deux espèces qui diffèrent légèrement dans les spécificités de la nutrition, du comportement, du mode de vie, etc. cohabitent rarement dans la même communauté. Ici, la concurrence est de la nature de l'hostilité directe. La concurrence la plus féroce, avec des conséquences inattendues, se produit lorsque les humains introduisent des espèces d'animaux dans les communautés sans tenir compte des relations déjà établies.

En règle générale, le prédateur attrape d'abord la proie, la tue, puis la mange. Pour ce faire, il dispose d'appareils spéciaux.

Les victimes ont également historiquement développé des propriétés protectrices sous la forme de propriétés anatomiques, morphologiques, physiologiques, biochimiques.

caractéristiques, par exemple, des excroissances du corps, des pointes, des épines, des coquilles, une coloration protectrice, des glandes vénéneuses, la capacité de se cacher rapidement, de s'enfouir dans un sol meuble, de construire des abris inaccessibles aux prédateurs, de recourir à la signalisation du danger. À la suite de ces adaptations mutuelles, certains groupes d'organismes se forment sous la forme de prédateurs spécialisés et de proies spécialisées. Ainsi, la principale nourriture du lynx est le lièvre et le loup est un prédateur polyphage typique.

Commensalisme. Les relations dans lesquelles l'un des partenaires profite sans nuire à l'autre, comme indiqué précédemment, sont appelées commensalisme. Le commensalisme, basé sur la consommation des restes de la nourriture des hôtes, est aussi appelé parasitisme. Telles sont, par exemple, les relations entre les lions et les hyènes, ramassant les restes de nourriture à moitié mangée, ou les requins avec du poisson collant.

Un exemple clair de commensalisme est fourni par certaines balanes qui s'attachent à la peau d'une baleine. Dans le même temps, les Οʜᴎ obtiennent l'avantage - un mouvement plus rapide, et la baleine ne causera presque aucun inconvénient. En général, les partenaires n'ont pas d'intérêts communs, et chacun existe parfaitement par lui-même. Dans le même temps, de telles alliances permettent généralement à l'un des participants de se déplacer ou de se nourrir, de chercher un abri, etc.

2. Facteurs phytogéniques

Les principales formes de relations entre plantes :

2. Transbiotique indirect (à travers les animaux et les micro-organismes).

3. Transabiotique indirect (influences de formation de l'environnement, compétition, allélopathie).

Interactions directes (contact) entre les plantes. Un exemple d'interaction mécanique est l'endommagement de l'épinette et du pin dans forêts mixtes de l'action de balayage du bouleau.

à la plante de substrat, mais existent indépendamment en tant qu'organismes autotrophes.

Un exemple caractéristique de symbiose étroite, ou mutualisme entre plantes, est la cohabitation d'algues et de champignons, qui forment un organisme intégral spécial - le lichen.

Un autre exemple de symbiose est la cohabitation de plantes supérieures avec des bactéries, ce qu'on appelle la bactériotrophie. La symbiose avec les bactéries nodulaires - fixateurs d'azote est répandue chez les légumineuses (93 % des espèces étudiées) et le mimosa (87 %).

Il existe une symbiose du mycélium du champignon avec la racine d'une plante supérieure, ou formation de mycorhizes. Ces plantes sont appelées mycotrophes ou mycotrophes. Se fixant sur les racines de la plante, les hyphes du champignon fournissent à la plante supérieure une énorme capacité d'aspiration. La surface de contact entre les cellules racinaires et les hyphes dans les mycorhizes ectotrophes est 10 à 14 fois plus grande que la surface de contact avec le sol des cellules des racines nues, tandis que la surface d'aspiration de la racine due aux poils absorbants n'augmente la surface racinaire que de 2 à 5 fois. Sur les 3425 espèces de plantes vasculaires étudiées dans notre pays, la mycorhize a été retrouvée dans 79%.

La fusion des racines d'arbres à croissance rapprochée (de la même espèce ou d'espèces apparentées) fait également référence à des contacts physiologiques directs entre plantes. Le phénomène n'est pas si rare dans la nature. Dans les plantations denses d'épicéas, environ 30% de tous les arbres poussent avec les racines. Il a été établi qu'entre les arbres intercalés, il y a un échange par les racines sous forme de transfert de nutriments et d'eau. Compte tenu de la dépendance du degré de différence ou de similitude des besoins des partenaires fusionnés entre eux, les relations à la fois de nature compétitive sous la forme d'interception de substances par un arbre plus développé et plus fort, et symbiotiques ne sont pas exclues.

La forme des relations sous forme de prédation revêt une certaine importance. La prédation est répandue non seulement entre les animaux, mais aussi

entre plantes et animaux. Ainsi, un certain nombre de plantes insectivores (rosée, nepenthes) sont classées comme prédateurs.

Relations transbiotiques indirectes entre plantes (par l'intermédiaire d'animaux et de micro-organismes). Un rôle écologique important des animaux dans la vie végétale est la participation aux processus de pollinisation, de dispersion des graines et des fruits. La pollinisation des plantes par les insectes, appelée entomophilie, a contribué au développement d'un certain nombre d'adaptations, tant chez les plantes que chez les insectes.

Les oiseaux participent également à la pollinisation des plantes. La pollinisation des plantes à l'aide d'oiseaux, ou ornithophilie, est très répandue dans les régions tropicales et subtropicales de l'hémisphère sud.

La pollinisation des plantes par les mammifères, ou zoogamie, est moins courante. Pour la plupart, la zoogamie est notée en Australie, dans les forêts d'Afrique et Amérique du Sud. Par exemple, les arbustes australiens du genre Dryandra sont pollinisés à l'aide de kangourous, qui boivent volontiers leur abondant nectar, se déplaçant de fleur en fleur.

Les micro-organismes agissent souvent dans des relations transbiotiques indirectes entre les plantes. La rhizosphère des racines de nombreux arbres, par exemple le chêne, change considérablement environnement du sol, en particulier sa composition, son acidité, et crée ainsi des conditions favorables à l'installation de divers micro-organismes, principalement des azotobactéries. Ces bactéries, installées ici, se nourrissent des sécrétions des racines de chêne et des résidus organiques créés par les hyphes des champignons mycorhiziens. Les bactéries, vivant à côté des racines de chêne, constituent une sorte de "ligne défensive" contre la pénétration de champignons pathogènes dans les racines. Cette barrière biologique est créée à l'aide d'antibiotiques sécrétés par des bactéries. L'installation de bactéries dans la rhizosphère du chêne a immédiatement un effet positif sur l'état des plantes, en particulier les jeunes.

Relations transabiotiques indirectes entre plantes (influences de formation de l'environnement, compétition, allélopathie). La modification de l'environnement par les plantes est le type de relations le plus universel et le plus répandu entre les plantes au cours de leur coexistence. Lorsque l'une ou l'autre espèce, ou un groupe d'espèces végétales, du fait de son activité vitale, change considérablement quantitativement et qualitativement, les principaux facteurs environnementaux de telle sorte que les autres espèces de la communauté doivent vivre dans des conditions sensiblement différentes de celles le complexe zonal des facteurs environnementaux physiques, cela parle alors du rôle de formation de l'environnement, de l'influence de la formation de l'environnement du premier type par rapport aux autres.

L'un d'eux est l'influence mutuelle à travers les changements des facteurs microclimatiques (par exemple, l'affaiblissement du rayonnement solaire à l'intérieur du couvert végétal, son appauvrissement en rayons photosynthétiquement actifs, les changements du rythme saisonnier de l'illumination, etc.). Certaines plantes en influencent d'autres et par le changement régime de température, son humidité, la vitesse du vent, la teneur en dioxyde de carbone, etc.

Les sécrétions chimiques des plantes peuvent constituer l'un des modes d'interaction entre les plantes d'une communauté, exerçant soit un effet toxique, soit un effet stimulant sur les organismes. Ces interactions chimiques sont appelées allélopathie. Un exemple est la décharge de plants de betteraves, qui inhibent la germination des graines de coques.

La compétition se distingue comme une forme particulière de relations transabiotiques entre les plantes. Ce sont ces influences négatives mutuelles ou unilatérales qui surviennent sur la base de l'utilisation des ressources énergétiques et alimentaires de l'habitat. Forte influence la vie végétale est affectée par la compétition pour l'humidité du sol (particulièrement prononcée dans les zones où l'humidité est insuffisante) et la compétition pour nutriments sol, plus perceptible sur les sols pauvres.

La compétition interspécifique se manifeste chez les plantes de la même manière que la compétition intraspécifique (modifications morphologiques, diminution de la fertilité, de l'abondance, etc.). L'espèce dominante évince progressivement ou réduit fortement sa viabilité. La concurrence la plus féroce, souvent aux conséquences imprévues, se produit lorsque de nouvelles espèces végétales sont introduites dans les communautés sans tenir compte des relations déjà établies.

3. Facteurs anthropiques

L'action de l'homme en tant que facteur écologique dans la nature est énorme et diverse. Aujourd'hui, aucun des facteurs environnementaux n'a une influence aussi significative et universelle qu'une personne, bien que ce soit le facteur le plus jeune de tous agissant sur la nature. L'influence du facteur anthropique s'est progressivement accrue, depuis l'ère de la cueillette (où elle différait peu de l'influence des animaux) jusqu'à nos jours, l'ère du progrès scientifique et technologique et de l'explosion démographique. Au cours de son activité, l'homme a créé un grand nombre de une grande variété d'espèces animales et végétales, naturelles considérablement transformées complexes naturels. Dans de vastes zones, il a créé des conditions de vie spéciales, souvent pratiquement optimales, pour de nombreuses espèces. En créant une grande variété de variétés et d'espèces de plantes et d'animaux, l'homme a contribué à l'émergence de nouvelles propriétés et qualités qui assurent leur survie dans conditions adverses comme dans un combat

pour l'existence avec d'autres espèces et l'immunité aux effets des micro-organismes pathogènes. Les modifications apportées par l'homme au milieu naturel créent des conditions favorables à la reproduction et au développement pour certaines espèces, et défavorables pour d'autres. Et du coup, de nouvelles relations numériques se créent entre les espèces, les chaînes alimentaires, il existe des adaptations nécessaires à l'existence d'organismes dans un environnement modifié. Bien sûr, les actions humaines enrichissent ou appauvrissent les communautés. L'influence du facteur anthropique dans la nature doit être à la fois consciente et accidentelle, ou inconsciente. L'homme, labourant des terres vierges et en jachère, crée des terres agricoles (agrocénoses), présente des formes très productives et résistantes aux maladies, en colonise certaines et en détruit d'autres. Ces impacts sont souvent positifs, mais souvent caractère négatif, par exemple: réinstallation irréfléchie de nombreux animaux, plantes, micro-organismes, destruction prédatrice d'un certain nombre d'espèces, pollution de l'environnement, etc.

L'homme peut exercer une influence directe et indirecte sur les animaux et la végétation de la Terre. La diversité formes modernes l'impact humain sur la végétation est présenté dans le tableau. 4.

Si l'on ajoute à ce qui précède l'impact de l'homme sur les animaux : pêche, leur acclimatation et réacclimatation, diverses formes d'activités de culture et d'élevage, mesures de protection des végétaux, protection des espèces rares et espèces exotiques etc., alors une seule énumération de ces impacts sur la nature montre la grandeur du facteur anthropique.

Les changements se produisent non seulement à grande échelle, mais aussi sur un exemple certains types. Ainsi, sur les terres aménagées, sur les cultures céréalières, les thrips du blé, les pucerons des céréales, certains types d'insectes (par exemple, une tortue nuisible), divers types de puces de tige, pachydermes et autres ont commencé à se multiplier en grande quantité. Beaucoup de ces espèces sont devenues dominantes et des espèces qui existaient auparavant ici ont disparu ou ont été poussées dans des conditions extrêmes. Les changements ont affecté non seulement la flore et la faune, mais aussi la microflore et la microfaune, de nombreux maillons des chaînes alimentaires ont changé.

Tableau 4

Les principales formes d'influence humaine sur les plantes et les végétaux

L'activité humaine provoque un certain nombre de réactions adaptatives de la part des organismes. L'apparition de mauvaises herbes, de plantes en bordure de route, de ravageurs des granges et d'autres semblables est une conséquence de l'adaptation des organismes aux activités humaines dans la nature. Des organismes sont apparus qui ont partiellement ou complètement perdu le contact avec la nature libre, par exemple le charançon de la grange, les coléoptères de la farine et autres. De nombreux espèces indigènes s'adapter non seulement à la vie dans des conditions d'agrocénoses, mais développer des caractéristiques adaptatives particulières de la structure, acquérir des rythmes de développement correspondant aux conditions de vie dans les zones cultivées, capables de résister à la récolte, à diverses mesures agrotechniques (système de culture du sol, rotations des cultures), chimiques moyen de lutte antiparasitaire.

En réponse aux traitements chimiques des cultures effectués par l'homme, de nombreux organismes ont développé une résistance à divers insecticides, en raison de l'apparition de composition chimique lipides, la capacité du tissu adipeux à dissoudre et à chauffer une quantité importante de poison en soi, ainsi qu'en raison de l'augmentation réactions enzymatiques dans le métabolisme des organismes, la capacité de transformer des substances toxiques en substances neutres ou non toxiques. Les adaptations des organismes associées aux activités humaines comprennent les migrations saisonnières des mésanges de la forêt vers la ville et retour.

Un exemple de l'influence du facteur anthropique est la capacité des étourneaux à occuper des nichoirs pour les nids. Les étourneaux préfèrent les maisons artificielles même lorsqu'il y a un creux dans un arbre à proximité. Et il existe de nombreux exemples de ce type, tous témoignent que l'influence de l'homme sur la nature est un facteur environnemental puissant.

Questions à discuter

1. Quelle est la structure biotique d'un écosystème ?

2. Nommez les formes principales relations intraspécifiques organismes.

3. Nommer les principales formes de relations interspécifiques d'organismes.

6. Quels mécanismes permettent aux organismes vivants de compenser les effets des facteurs environnementaux ?

7. Énumérez les principaux domaines d'activité humaine dans la nature.

8. Donnez des exemples d'impacts anthropiques directs et indirects sur l'habitat d'organismes vivants.

Thèmes des rapports

1. Types d'interactions et relations entre organismes

3. L'écologie et l'homme.

4. Climat et population

ATELIER 4

ÉCOLOGIE DE LA POPULATION

L'objectif est d'étudier le niveau d'organisation biologique de la population (population-espèce). Connaître la structure des populations, la dynamique des populations, avoir une idée de la stabilité et de la viabilité des populations.

1. Le concept de population

Les organismes de la même espèce dans la nature sont toujours représentés non pas individuellement, mais par certains agrégats organisés - les populations. Les populations (du latin populus - population) sont un ensemble d'individus d'une espèce biologique qui habitent un certain espace depuis longtemps, ont un pool génétique commun, la capacité de se croiser librement et dans une certaine mesure isolés des autres populations de cette espèce .

Une espèce d'organismes peut comprendre plusieurs, parfois plusieurs populations. Si des représentants de différentes populations d'une même espèce sont placés dans les mêmes conditions, ils conserveront leurs différences. Dans le même temps, appartenir à la même espèce offre la possibilité d'obtenir une progéniture fertile de représentants de différentes populations. Une population est une forme élémentaire d'existence et d'évolution d'une espèce dans la nature.

La combinaison d'organismes de la même espèce dans une population révèle leurs propriétés qualitativement nouvelles. L'abondance et la distribution spatiale des organismes, la composition par sexe et par âge, la nature des relations entre les individus, la démarcation ou les contacts avec d'autres populations de cette espèce, etc., sont d'une importance décisive. Par rapport à la durée de vie d'un organisme individuel, une population peut exister très longtemps.

Dans le même temps, la population présente également des similitudes avec le corps en tant que biosystème, car elle possède une certaine structure, un programme génétique d'auto-reproduction et la capacité de s'autoréguler et de s'adapter.

L'étude des populations est une branche importante de la biologie moderne à l'intersection de l'écologie et de la génétique. Valeur pratique La biologie des populations est essentiellement que les populations sont les véritables unités d'exploitation et de protection des écosystèmes naturels. L'interaction des personnes avec des espèces d'organismes qui se trouvent dans l'environnement naturel ou sous contrôle économique passe, en règle générale, par les populations. Il s'agit de souches de microbes pathogènes ou bénéfiques, de variétés de plantes cultivées, de races d'animaux d'élevage,

populations de poissons commerciaux, etc. Non moins important est le fait que de nombreux modèles d'écologie des populations s'appliquent aux populations humaines.

2. Structure démographique

Une population se caractérise par une certaine organisation structurelle - le rapport des groupes d'individus par sexe, âge, taille, génotype, répartition des individus sur le territoire, etc. À cet égard, différentes structures de population sont distinguées : sexe, âge, taille, génétique, spatio-éthologique, etc.
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La structure de la population se forme, d'une part, sur la base des propriétés biologiques générales de l'espèce, d'autre part, sous l'influence de facteurs environnementaux, ᴛ.ᴇ. est adaptatif.

Structure sexuelle (composition sexuelle) - le rapport entre hommes et femmes dans une population. La structure sexuelle n'est caractéristique que des populations d'organismes dioïques. Théoriquement, le sex-ratio devrait être le même : 50 % du nombre total devrait être des hommes et 50 % des femmes. Le sex-ratio réel dépend de l'action de divers facteurs environnementaux, génétiques et caractéristiques physiologiques type.

Il existe des relations primaires, secondaires et tertiaires. Le rapport primaire est le rapport observé lors de la formation des cellules germinales (gamètes). Habituellement, c'est 1:1. Ce rapport est dû au mécanisme génétique de la détermination du sexe. Rapport secondaire - le rapport observé à la naissance. Rapport tertiaire - le rapport observé chez les individus adultes sexuellement matures.

Par exemple, chez une personne dans le rapport secondaire, les garçons prédominent quelque peu, dans le rapport tertiaire - femmes : 106 filles naissent pour 100 garçons, à l'âge de 16-18 ans, en raison de l'augmentation de la mortalité masculine, ce rapport se stabilise et de l'âge de 50 ans est de 85 hommes pour 100 femmes, et à l'âge de 80 ans - 50 hommes pour 100 femmes.

Certains poissons (p.
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Pecilia) distinguent trois types de chromosomes sexuels : Y, X et W, dont le chromosome Y porte des gènes mâles, et les chromosomes X et W portent des gènes femelles, mais à des degrés divers de ʼʼpouvoirʼʼ. Si le génotype d'un individu a la forme YY, alors les mâles se développent, si XY - femelles, si WY, alors, en fonction des conditions environnementales, les caractéristiques sexuelles d'un mâle ou d'une femelle se développent.

Dans les populations de porte-épées, le sex-ratio dépend de la valeur du pH de l'environnement. À pH = 6,2, le nombre de mâles dans la progéniture est de 87 à 100% et à pH = 7,8 - de 0 à 5%.

Structure par âge (composition par âge) - le rapport dans la population d'individus de différents groupes d'âge. La composition par âge absolue exprime le nombre de certains groupes d'âge à un certain moment. La composition par âge relative exprime la proportion ou le pourcentage d'individus d'un groupe d'âge donné par rapport à la population totale. La composition par âge est déterminée par un certain nombre de propriétés et de caractéristiques de l'espèce : le temps nécessaire pour atteindre la puberté, l'espérance de vie, la durée de la saison de reproduction, la mortalité, etc.

Compte tenu de la dépendance à la capacité des individus à se reproduire, trois groupes sont distingués : pré-productif (individus pas encore capables de se reproduire), reproductif (individus capables de se reproduire) et post-reproductif (individus ne pouvant plus se reproduire).

Les groupes d'âge sont subdivisés en catégories plus petites. Par exemple, les états suivants sont distingués chez les plantes: graine dormante, semis et semis, état juvénile, état immature, état virginal, génératif précoce, génératif moyen, génératif tardif, subsénile, sénile (sénile), état semi-cadavre.

La structure par âge d'une population est exprimée à l'aide de pyramides des âges.

Structure spatiale et éthologique - la nature de la répartition des individus au sein de l'aire de répartition. Elle dépend des caractéristiques du milieu et de l'éthologie (caractéristiques comportementales) de l'espèce.

Il existe trois types fondamentaux de répartition des individus dans l'espace : uniforme (régulière), inégale (agrégée, en groupe, en mosaïque) et aléatoire (diffuse).

La distribution uniforme est caractérisée par la distance égale de chaque individu de tous les voisins. Il est caractéristique des populations qui existent dans des conditions de distribution uniforme de facteurs environnementaux ou constituées d'individus qui présentent des antagonismes les uns par rapport aux autres.

Une répartition inégale se manifeste par la formation de groupes d'individus, entre lesquels se trouvent de vastes territoires inhabités. Il est typique des populations vivant dans des conditions de répartition inégale des facteurs environnementaux ou constituées d'individus menant un mode de vie de groupe (troupeau).

La distribution aléatoire s'exprime par la distance inégale entre les individus. Elle est le résultat de processus probabilistes, de l'hétérogénéité de l'environnement et de la faiblesse des liens sociaux entre les individus.

Selon le type d'utilisation des espaces, tous les animaux mobiles sont divisés en sédentaires et nomades. Un mode de vie sédentaire présente un certain nombre d'avantages biologiques, tels que la liberté d'orientation en territoire familier lors de la recherche de nourriture ou d'un abri, la capacité de créer des réserves de nourriture (écureuils, mulots). Ses inconvénients incluent l'épuisement des ressources alimentaires à une densité de population trop élevée.

Selon la forme d'existence commune des animaux, on distingue un mode de vie solitaire, une famille, des colonies, des troupeaux, des troupeaux. Un mode de vie solitaire se manifeste par le fait que les individus des populations sont indépendants et isolés les uns des autres (hérissons, brochets, etc.). De plus, il n'est caractéristique que pour certaines étapes du cycle de vie. Une existence complètement solitaire d'organismes ne se produit pas dans la nature, car la reproduction serait impossible dans ce cas. Un mode de vie familial est observé dans les populations avec des liens accrus entre parents et progéniture (lions, ours, etc.). Colonies - colonies de groupe d'animaux sédentaires, à la fois à long terme et ne survenant que pour la saison de reproduction (huards, abeilles, fourmis, etc.). Les meutes sont des associations temporaires d'animaux qui facilitent l'accomplissement de n'importe quelle fonction : protection contre les ennemis, obtention de nourriture, migration (loups, harengs, etc.). Les troupeaux sont plus longs que les troupeaux, ou associations permanentes d'animaux, dans lesquels, en règle générale, toutes les fonctions vitales de l'espèce sont exercées : protection contre les ennemis, obtention de nourriture, migration, reproduction, élevage des petits, etc. (cerfs, zèbres, etc.).

Structure génétique - le rapport dans une population de divers génotypes et allèles. L'ensemble des gènes de tous les individus d'une population s'appelle le pool génétique. Le pool génétique est caractérisé par les fréquences des allèles et des génotypes. La fréquence d'un allèle est sa part dans la totalité des allèles d'un gène donné. La somme des fréquences de tous les allèles est égale à un: p + q \u003d l,

où p est la proportion de l'allèle dominant (A) ; q est la proportion de l'allèle récessif (a).

Connaissant les fréquences des allèles, il est possible de calculer les fréquences des génotypes dans une population :

(p + q) 2 \u003d p 2 + 2pq + q 2 \u003d 1, où p et q sont respectivement les fréquences des allèles dominants et récessifs, p est la fréquence du génotype dominant homozygote (FF), 2pq est la fréquence du génotype dominant hétérozygote (Aa) , q - fréquence du génotype récessif homozygote (aa).

Basé droit Hardy-Weinberg, les fréquences relatives des allèles dans une population restent inchangées de génération en génération. La loi de Hardy-Weinberg est valide si les conditions suivantes sont remplies :

La population est grande;

Le métissage libre se produit dans la population;

Il n'y a pas de sélection ;

Aucune nouvelle mutation ne se produit;

Il n'y a pas de migration de nouveaux génotypes dans ou hors de la population. Il est évident que les populations remplissant ces conditions dans

pendant longtemps, n'existe pas dans la nature. Les populations sont toujours affectées par des facteurs externes et internes qui perturbent l'équilibre génétique. Un changement à long terme et dirigé dans la composition génotypique d'une population, son génotype

FACTEURS BIOTIQUES - concept et types. Classement et caractéristiques de la catégorie "FACTEURS BIOTIQUE" 2017, 2018.

Le commensalisme est la coexistence de différents organismes, lorsqu'un organisme, s'installant à l'intérieur du corps d'un autre et mangeant à ses dépens, ne nuit pas au porteur (bactérie de l'intestin humain). Dans l'amensalisme, l'un des organismes coexistants subit des dommages, tandis que l'autre est indifférent à l'impact du premier (le pénicillium tue les bactéries qui ne peuvent pas l'affecter).

La symbiose est l'ensemble des formes de cohabitation d'organismes d'espèces différentes. Et la coexistence mutuellement bénéfique d'organismes appartenant à divers types est appelé mutualisme. Un exemple est le fait de la relation entre les légumineuses et les bactéries nodulaires fixatrices d'azote qui vivent sur leur système racinaire. Les racines des plantes supérieures interagissent de la même manière avec le mycélium des champignons à capuchon. Ces organismes et d'autres reçoivent les uns des autres les substances nécessaires à la vie.

La compétition est un type d'interaction dans laquelle les plantes de la même espèce ou d'espèces différentes peuvent se faire concurrence pour les ressources de l'espace environnant - eau, éclairage, nutriments, emplacement, etc. Dans ce cas, la consommation de certaines ressources par certains organismes réduit leur disponibilité pour d'autres.

Exemple de compétition intraspécifique - artificielle forêt de pins où des arbres du même âge se disputent la lumière. Les arbres qui ne suivent pas une croissance plus rapide poussent beaucoup plus mal à l'ombre et beaucoup d'entre eux meurent. Des compétitions interspécifiques peuvent être retrouvées entre espèces et genres végétaux proches en besoins et faisant partie d'un même groupe, par exemple dans les forêts mixtes entre charme et chêne.

De nombreux animaux herbivores sont des herbivores et leur association avec les plantes est de manger. Ainsi, dans les pâturages, les animaux ne mangent que certains types de plantes, sans en toucher d'autres qui sont vénéneuses ou au goût désagréable. Au fil du temps, cela conduit à des changements fondamentaux dans la composition spécifique de la végétation dans cette zone. Certaines plantes ont des défenses contre la consommation d'animaux, comme l'excrétion substances toxiques, feuilles-épines modifiées, épines sur les tiges. Espèces rares les plantes carnivores, comme le droséra, les nepenthes, peuvent se nourrir d'animaux (insectes).

Il convient également de noter que les relations indirectes entre les organismes ne sont pas moins importantes que les relations directes pour la vie et la survie des plantes d'espèces différentes. Ainsi, les insectes et certains petits oiseaux pollinisent les plantes à fleurs. Et la reproduction par graines de nombreuses espèces d'angiospermes sans la participation d'animaux serait impossible.