Factori de mediu antropogeni, biotici și abiotici. Factori abiotici, factori biotici de mediu: exemple
Introducere
În fiecare zi, tu, grăbindu-te cu treburile tale, mergi pe stradă, tremurând de frig sau transpirați de căldură. Și după o zi de lucru, mergi la magazin, cumpără mâncare. Ieșind din magazin, opriți în grabă un microbuz care trece și coborâți neputincios la cel mai apropiat loc liber. Pentru mulți, acesta este un mod de viață familiar, nu-i așa? Te-ai gândit vreodată cum merge viața în termeni de ecologie? Existența omului, a plantelor și a animalelor este posibilă doar prin interacțiunea lor. Nu se descurcă fără influența naturii neînsuflețite. Fiecare dintre aceste tipuri de influență are propria sa denumire. Deci, există doar trei tipuri de impact asupra mediului. Acestea sunt antropice, biotice și a factori biotici. Să ne uităm la fiecare dintre ele și la impactul său asupra naturii.
1. Factori antropici – impactul asupra naturii tuturor formelor de activitate umană
Când este menționat acest termen, nu-mi vine în minte niciun gând pozitiv. Chiar și atunci când oamenii fac ceva bun pentru animale și plante, este din cauza consecințelor lucrurilor rele făcute anterior (de exemplu, braconajul).
Factori antropogeni (exemple):
- Uscarea mlaștinilor.
- Fertilizarea câmpurilor cu pesticide.
- Braconaj.
- Deșeuri industriale (foto).
Ieșire
După cum puteți vedea, practic o persoană dăunează doar mediului. Și din cauza creșterii producției economice și industriale, nici măcar măsurile de protecție a mediului instituite de voluntari rari (crearea de rezerve, mitinguri de mediu) nu mai ajută.
2. Factori biotici – influența faunei sălbatice asupra unei varietăți de organisme
Mai simplu spus, aceasta este interacțiunea dintre plante și animale între ele. Poate fi atât pozitiv, cât și negativ. Există mai multe tipuri de astfel de interacțiuni:
1. Concurență – astfel de relații între indivizi ai unuia sau tipuri diferite, în care utilizarea unei anumite resurse de către una dintre ele reduce disponibilitatea acesteia pentru alții. În general, în timpul competiției, animalele sau plantele se luptă între ele pentru bucata lor de pâine.
2. Mutualism - o astfel de relație în care fiecare dintre specii primește un anumit beneficiu. Mai simplu spus, atunci când plantele și/sau animalele se completează armonios.
3. Comensalismul este o formă de simbioză între organisme de diferite specii, în care unul dintre ele folosește locuința sau organismul gazdă ca loc de așezare și poate mânca resturile de alimente sau produse ale activității sale vitale. În același timp, nu aduce niciun prejudiciu sau beneficiu proprietarului. În general, un mic plus discret.
Factori biotici (exemple):
Coexistența peștilor și a polipilor de corali, a protozoarelor flagelare și a insectelor, a copacilor și a păsărilor (ex. ciocănitoare), a graurilor și a rinocerilor.
Ieșire
În ciuda faptului că factorii biotici pot fi dăunători pentru animale, plante și oameni, există și beneficii foarte mari de la aceștia.
3. Factori abiotici - impactul naturii neînsuflețite asupra unei varietăți de organisme
Da, iar natura neînsuflețită joacă, de asemenea, un rol important în procesele de viață ale animalelor, plantelor și oamenilor. Poate cel mai important factor abiotic este vremea.
Factori abiotici: exemple
Factorii abiotici sunt temperatura, umiditatea, iluminarea, salinitatea apei și a solului, precum și mediul aerian și compoziția sa gazoasă.
Ieșire
Factorii abiotici pot dăuna animalelor, plantelor și oamenilor, dar totuși le beneficiază în mare parte.
Rezultat
Singurul factor care nu aduce beneficii nimănui este antropic. Da, nici nu aduce nimic bun unei persoane, deși este sigur că schimbă natura pentru binele său și nu se gândește la ce se va transforma acest „bine” pentru el și urmașii săi peste zece ani. Omul a distrus deja complet multe specii de animale și plante care și-au avut locul în ecosistemul mondial. Biosfera Pământului este ca un film în care nu există roluri minore, toate sunt principalele. Acum imaginați-vă că unele dintre ele au fost îndepărtate. Ce s-a intamplat in film? Așa este în natură: dacă cel mai mic grăunte de nisip dispare, marea clădire a Vieții se va prăbuși.
Prelegerea #6
Concept, tipuri de factori biotici.
Factori biotici ai mediului terestru și acvatic, solurilor
Substanțe biologic active ale organismelor vii
Factori antropogeni
Conceptul de factor limitator. Legea lui Liebig a minimului, legea lui Shelford
Specificul impactului factorilor antropici asupra organismului
Clasificarea organismelor în raport cu factorii de mediu
Factori biotici
Modele generale de interacțiune între organisme și factorii de mediu
1. Factori biotici
Interacțiunile indirecte constă în faptul că unele organisme formează mediul în raport cu altele, iar prioritatea aici aparține, desigur, plantelor fotosintetice. De exemplu, funcția de formare a mediului local și globală a pădurilor este binecunoscută, inclusiv rolul lor în protecția solului și a câmpului și în protecția apei. Direct în condițiile pădurii, se creează un microclimat deosebit, care depinde de trăsăturile morfologice ale copacilor și permite să trăiască aici anumite animale de pădure, plante erbacee, mușchi etc.. Condițiile stepelor de iarbă cu pene reprezintă complet diferite. regimuri ale factorilor abiotici. În rezervoare și pâraie, plantele sunt sursa principală a unei componente abiotice atât de importante a mediului precum oxigenul.
În același timp, plantele servesc ca habitat direct pentru alte organisme. De exemplu, în țesuturile unui copac (în lemn, liban, scoarță) se dezvoltă multe ciuperci, ale căror corpuri fructifere (ciuperci tinder) pot fi observate pe suprafața trunchiului; în interiorul frunzelor, fructelor, tulpinilor plantelor erbacee și lemnoase trăiesc multe insecte și alte nevertebrate, iar golurile copacilor sunt habitatul obișnuit pentru o serie de mamifere și păsări. Pentru multe specii de animale care trăiesc în secret, locul de hrănire este combinat cu habitatul.
Interacțiunile dintre organismele vii din terestre și mediu acvatic
Interacțiunile dintre organismele vii (în principal animale) sunt clasificate în funcție de reacțiile lor reciproce.
Există homotipice (din greacă. homos- reacții identice, adică interacțiuni între indivizi și grupuri de indivizi din aceeași specie și heterotipice (din greacă. heteros- diferit, diferit) - interacțiuni între reprezentanți ai diferitelor specii. Dintre animale, există specii care se pot hrăni doar cu un singur tip de hrană (monofage), dintr-o gamă mai mult sau mai puțin limitată de surse de hrană (oligofage înguste sau largi), sau cu multe specii, folosind nu numai țesuturi vegetale, ci și animale. (polifage) pentru alimente. Acestea din urmă includ, de exemplu, multe păsări care pot mânca atât insecte, cât și semințe de plante, sau o specie atât de cunoscută precum ursul este un prădător prin natură, dar mănâncă de bunăvoie fructe de pădure și miere.
Cel mai frecvent tip de interacțiuni heterotipice între animale este prădarea, adică urmărirea directă și mâncarea unor specii de către altele, de exemplu, insecte de către păsări, ungulate erbivore de către prădătorii carnivori, peștii mici de către cei mai mari etc. Prădărea este larg răspândită. printre nevertebrate - insecte, arahnide, viermi etc.
Alte forme de interacțiuni între organisme includ polenizarea binecunoscută a plantelor de către animale (insecte); forezie, adică transferul unei specii la alta (de exemplu, semințe de plante de către păsări și mamifere); comensalismul (comunitatea), când unele organisme se hrănesc cu resturile de hrană sau cu secrețiile altora, un exemplu dintre acestea fiind hienele și vulturii care devorează resturile de hrană de la lei; synoikiu (coabitare), de exemplu, folosirea de către unele animale a habitatelor (vizuini, cuiburi) a altor animale; neutralismul, adică independența reciprocă a diferitelor specii care trăiesc pe un teritoriu comun.
Unul dintre tipurile importante de interacțiune între organisme este competiția, care este definită ca dorința a două specii (sau indivizi ai aceleiași specii) de a poseda aceeași resursă. Astfel, se disting competiția intraspecifică și cea interspecifică. Competiția interspecifică este considerată, în plus, ca dorința unei specii de a înlocui o altă specie (concurent) dintr-un habitat dat.
Cu toate acestea, dovezi reale ale competiției în condiții naturale (mai degrabă decât experimentale) sunt greu de găsit. Desigur, doi indivizi diferiți din aceeași specie pot încerca să ia bucăți de carne sau alte alimente unul de la altul, dar astfel de fenomene se explică prin calitatea diferită a indivizilor înșiși, prin adaptabilitatea lor diferită la aceiași factori de mediu. Orice tip de organism este adaptat nu unui singur factor, ci complexului lor, iar cerințele a două specii diferite (chiar apropiate) nu coincid. Prin urmare, unul dintre cei doi va fi forțat să iasă în mediul natural nu din cauza aspirațiilor competitive ale celuilalt, ci pur și simplu pentru că este mai prost adaptat la alți factori.Un exemplu tipic este „concurența” pentru lumină între conifere și foioase. specii din arboretele tinere.
Arborele de foioase (aspen, mesteacăn) depășesc pinul sau molidul în creștere, dar acest lucru nu poate fi considerat competiție între ei: primii sunt pur și simplu mai adaptați la condițiile de poieni și zone arse decât cei din urmă. Lucrările de lungă durată privind distrugerea „buruienilor” de foioase cu ajutorul erbicidelor și arboricidelor (preparate chimice pentru distrugerea plantelor erbacee și arbustive), de regulă, nu au condus la „victoria” coniferelor, deoarece nu numai alocația de lumină, dar și mulți alți factori (cum ar fi biotic și abiotic) nu au îndeplinit cerințele lor.
De toate aceste circumstanțe o persoană trebuie să țină cont atunci când gestionează animale sălbatice, când exploatează animale și plante, adică atunci când pescuiește sau desfășoară activități economice precum protejarea plantelor în agricultură.
Factorii biotici ai solului
După cum am menționat mai sus, solul este un corp bioinert. Organismele vii joacă un rol important în procesele de formare și funcționare a acestuia. Acestea includ, în primul rând, plantele verzi care extrag substanțele chimice nutritive din sol și le returnează împreună cu țesuturile pe moarte.
Dar în procesele de formare a solului, rolul decisiv îl au organismele vii care locuiesc în sol (pedobionți): microbi, nevertebrate etc. Microorganismele joacă un rol principal în transformarea compușilor chimici, migrarea elementelor chimice și plantele. nutriție.
Distrugerea primară a materiei organice moarte este efectuată de nevertebrate (viermi, moluște, insecte etc.) în procesul de hrănire și excreție a produselor digestive în sol. Fixarea fotosintetică a carbonului în sol este efectuată în unele tipuri de sol de către alge microscopice verzi și albastru-verzi.
Microorganismele din sol efectuează distrugerea principală a mineralelor și duc la formarea de acizi organici și minerali, alcaline, secretă enzime sintetizate de acestea, polizaharide, compuși fenolici.
Cea mai importantă legătură în ciclul biogeochimic al azotului este fixarea azotului, care este efectuată de bacteriile fixatoare de azot. Se știe că producția totală de fixare a azotului de către microbi este de 160-170 milioane tone/an. De asemenea, trebuie menționat că fixarea azotului, de regulă, este simbiotică (împreună cu plantele) efectuată de bacteriile nodulare situate pe rădăcinile plantelor.
Substanțe biologic active ale organismelor vii
Printre factorii de mediu de natură biotică se numără compușii chimici care sunt produși activ de organismele vii. Acestea sunt, în special, fitoncide - substanțe predominant volatile formate de organisme de către plante care ucid microorganismele sau inhibă creșterea acestora. Acestea includ glicozide, terpenoide, fenoli, taninuri și multe alte substanțe. De exemplu, 1 hectar de pădure de foioase emite aproximativ 2 kg de substanțe volatile pe zi, conifere - până la 5 kg, ienupăr - aproximativ 30 kg. Prin urmare, aerul ecosistemelor forestiere are o mare importanță sanitară și igienă, ucigând microorganismele care provoacă boli periculoase ale omului. Pentru o plantă, fitoncidele îndeplinesc funcția de protecție împotriva infecțiilor bacteriene, fungice și protozoare. Plantele sunt capabile să producă substanțe protectoare ca răspuns la infecția lor cu ciuperci patogene.
Substanțele volatile ale unor plante pot servi ca mijloc de înlocuire a altor plante. Influența reciprocă a plantelor prin eliberarea de substanțe active fiziologic în mediu se numește alelopatie (din greacă. allelon- reciproc patos- suferinta).
Substanțele organice formate din microorganisme și care au capacitatea de a ucide microbii (sau de a preveni creșterea acestora) se numesc antibiotice; un exemplu tipic este penicilina. Antibioticele includ și substanțe antibacteriene conținute în celulele vegetale și animale.
Alcaloizii periculoși care au efect toxic și psihotrop se găsesc în multe ciuperci și plante superioare. Cea mai puternică durere de cap, greața, până la pierderea cunoștinței, poate apărea ca urmare a șederii lungi a unei persoane în mlaștina cu rozmarin sălbatic.
Vertebratele și nevertebratele au capacitatea de a produce și secreta substanțe înspăimântătoare, care atrag, semnalizează și ucigă. Printre acestea se numără multe arahnide (scorpion, karakurt, tarantula etc.), reptile. Omul folosește pe scară largă otrăvurile animalelor și plantelor în scopuri medicinale.
Evoluția comună a animalelor și plantelor a dezvoltat în ele cele mai complexe relații informațional-chimice. Să dăm doar un exemplu: multe insecte își disting speciile alimentare prin miros, gândacii de scoarță, în special, zboară doar către un copac pe moarte, recunoscându-l după compoziția terpenelor volatile de rășină.
Factori de mediu antropici
Întreaga istorie a progresului științific și tehnologic este o combinație între transformarea omului a factorilor naturali de mediu în scopuri proprii și crearea altora noi care nu existau anterior în natură.
Topirea metalelor din minereuri și producerea de echipamente sunt imposibile fără crearea de temperaturi ridicate, presiuni și câmpuri electromagnetice puternice. Obținerea și menținerea recoltelor mari ale culturilor agricole necesită producerea de îngrășăminte și mijloace de protecție chimică a plantelor de dăunători și agenți patogeni. Asistența medicală modernă este de neconceput fără chimioterapie și fizioterapie. Aceste exemple pot fi multiplicate.
Realizările progresului științific și tehnologic au început să fie folosite în scopuri politice și economice, lucru extrem de manifestat în crearea unor factori speciali de mediu care afectează o persoană și proprietatea sa: de la arme de foc la mijloace de impact fizic, chimic și biologic de masă. În acest caz, putem vorbi direct despre totalitatea factorilor antropotropi (adică, direcționați către corpul uman) și, în special, a factorilor de mediu antropocizi care provoacă poluarea mediului.
Pe de altă parte, pe lângă astfel de factori intenționați, în procesul de exploatare și prelucrare a resurselor naturale, se formează în mod inevitabil compuși chimici laterali și zone cu niveluri ridicate de factori fizici. În unele cazuri, aceste procese pot fi de natură spasmodică (în condiții de accidente și catastrofe) cu consecințe grave asupra mediului și materialelor. Prin urmare, a fost necesar să se creeze metode și mijloace de protejare a unei persoane de factori periculoși și dăunători, ceea ce s-a realizat acum în sistemul menționat mai sus - siguranța vieții.
Într-o formă simplificată, o clasificare orientativă a factorilor de mediu antropici este prezentată în fig. unu.
Orez. 1. Clasificarea factorilor de mediu antropici
2. Modele generale de interacțiune între organisme și factorii de mediu
Orice factor de mediu este dinamic, schimbător în timp și spațiu.
Sezonul cald cu periodicitatea corectă este înlocuit cu rece; În timpul zilei se observă fluctuații mai mult sau mai puțin ample de temperatură, iluminare, umiditate, puterea vântului etc.. Toate acestea sunt naturale, fluctuații ale factorilor de mediu, dar o persoană este și ea capabilă să le influențeze. Impactul activității antropice asupra mediului se manifestă în cazul general printr-o modificare a regimurilor (valori absolute și dinamică) factorilor de mediu, precum și în compoziția factorilor, de exemplu, atunci când xenobioticele sunt introduse în mediul natural. sisteme în timpul producției sau evenimente speciale, cum ar fi protecția plantelor folosind pesticide sau aplicarea de îngrășăminte organice și minerale pe sol.
Cu toate acestea, fiecare organism viu necesită niveluri strict definite, cantități (doze) de factori de mediu, precum și anumite limite ale fluctuațiilor acestora. Dacă regimurile tuturor factorilor de mediu corespund cerințelor stabilite ereditar ale organismului (adică genotipul său), atunci acesta este capabil să supraviețuiască și să producă descendenți viabili. Cerințele și rezistența unuia sau altui tip de organism la factorii de mediu determină limitele zonei geografice în care poate trăi, adică intervalul său. Factori mediu inconjurator ele determină și amplitudinea fluctuațiilor numărului unei specii sau alteia în timp și spațiu, care nu rămâne niciodată constantă, ci variază în limite mai mult sau mai puțin largi.
Legea factorului limitator
Un organism viu în condiții naturale este expus simultan nu la unul, ci la mulți factori de mediu - atât biotici, cât și abiotici, iar fiecare factor este solicitat de organism în anumite cantități sau doze. Plantele au nevoie de cantități semnificative de umiditate, nutrienți (azot, fosfor, potasiu), dar alte substanțe, precum borul sau molibdenul, sunt necesare în cantități neglijabile. Cu toate acestea, lipsa sau absența oricărei substanțe (atât macro- cât și microelement) afectează negativ starea organismului, chiar dacă toate celelalte sunt prezente în cantitățile necesare. Unul dintre fondatorii chimiei agricole, omul de știință german Justus Liebig (1803-1873), a formulat teoria nutriției minerale pentru plante. El a constatat că dezvoltarea unei plante sau starea acesteia nu depinde de acele elemente (sau substanțe) chimice, adică de factori care sunt prezenți în sol în cantități suficiente, ci de cei care nu sunt suficiente. De exemplu, conținutul de azot sau fosfor suficient pentru o plantă în sol nu poate compensa lipsa de fier, bor sau potasiu. Dacă oricare (cel puțin unul) dintre nutrienții din sol este mai mic decât este necesar pentru o anumită plantă, atunci se va dezvolta anormal, lent sau va avea abateri patologice. Yu. Liebig a formulat rezultatele cercetării sale sub forma unui fundamental legea minimului.
Substanța prezentă în minim controlează randamentul, îi determină dimensiunea și stabilitatea în timp.
Desigur, legea minimului este valabilă nu numai pentru plante, ci și pentru toate organismele vii, inclusiv pentru oameni. Se știe că, în unele cazuri, lipsa oricăror elemente din organism trebuie compensată prin utilizarea apei minerale sau a vitaminelor.
Unii oameni de știință derivă o consecință suplimentară din legea minimului, conform căreia organismul este capabil, într-o anumită măsură, să înlocuiască o substanță deficitară cu alta, adică să compenseze lipsa unui factor prin prezența altuia - funcțional. sau aproape fizic. Cu toate acestea, aceste posibilități sunt extrem de limitate.
Se știe, de exemplu, că laptele matern pentru sugari poate fi înlocuit cu amestecuri artificiale, dar copiii artificiali care nu au primit lapte matern în primele ore de viață, de regulă, suferă de diateză, manifestată printr-o tendință la erupții cutanate. , inflamația căilor respiratorii etc.
Legea lui Liebig este una dintre legile fundamentale ale ecologiei.
Cu toate acestea, la începutul secolului al XX-lea, omul de știință american V. Shelford a arătat că o substanță (sau orice alt factor) prezentă nu numai în minim, ci și în exces față de nivelul cerut de organism, poate duce la apariția unor efecte nedorite. consecințe pentru organism.
De exemplu, chiar și o ușoară abatere a conținutului de mercur din organism (în principiu, un element inofensiv) de la o anumită normă duce la tulburări funcționale severe (cunoscuta „boală Minamata”). Lipsa de umiditate în sol face ca nutrienții prezenți în acesta să fie inutili pentru plantă, dar umiditatea excesivă duce la consecințe similare din motive, de exemplu, „sufocarea” rădăcinilor, acidificarea solului și apariția proceselor anaerobe. Multe microorganisme, inclusiv cele utilizate în stațiile de epurare biologică a apelor uzate, sunt foarte sensibile la limitele conținutului de ioni liberi de hidrogen, adică la aciditatea mediului (pH).
Să analizăm ce se întâmplă cu organismul în condițiile dinamicii regimului unuia sau altui factor de mediu. Dacă plasați orice animal sau plantă într-o cameră experimentală și modificați temperatura aerului în ea, atunci starea (toate procesele de viață) a organismului se va schimba. În acest caz, va fi dezvăluit cel mai bun nivel (optim) al acestui factor (Sup) pentru organism. la care activitatea sa (A) va fi maximă (Fig. 2.). Dar dacă regimurile factorului deviază de la optim într-o direcție sau alta (mai mare sau mai mică), atunci activitatea va scădea. La atingerea unui anumit maxim sau valoarea minima factorul va deveni incompatibil cu procesele vieții. În organism vor avea loc schimbări care îi provoacă moartea. Aceste niveluri vor fi astfel letale sau letale (Tlet și T'let).
Teoretic, rezultate similare, deși nu absolut asemănătoare, pot fi obținute în experimente cu modificarea altor factori: umiditatea aerului, conținutul de diverse săruri din apă, aciditatea mediului etc. (vezi Fig. 2, b). Cu cât este mai mare amplitudinea fluctuațiilor factorului la care organismul poate rămâne viabil, cu atât este mai mare stabilitatea acestuia, adică toleranța la unul sau altul factor (de la lat. toleranţă- răbdare).
Orez. 2. Impactul factorului de mediu asupra organismului
Prin urmare, cuvântul „tolerant” este tradus ca stabil, tolerant, iar toleranța poate fi definită ca fiind capacitatea unui organism de a rezista la abaterile factorilor de mediu de la valorile optime pentru activitatea sa de viață.
Din toate cele de mai sus rezultă Legea lui W. Shelford, sau așa-numitul legea tolerantei.
Orice organism viu are anumite limite superioare și inferioare de rezistență (toleranță) la orice factor de mediu, moștenite evolutiv.
În această formulare, legea poate fi ilustrată printr-o curbă modificată (Fig. 2, b), unde axa orizontală prezintă nu temperatura, ci diverși alți factori, atât fizici, cât și chimici. Pentru un organism, nu numai intervalul de modificare a factorului este important, ci și viteza cu care se modifică factorul. Experimentele sunt cunoscute când, cu o scădere bruscă a temperaturii aerului de la +15 la -20 ° C, omizile unor fluturi au murit și, cu o răcire lentă, treptată, au reușit să revină la viață după temperaturi mult mai scăzute. Legea este formulată în așa fel încât să fie valabilă pentru orice factor de mediu. În general, acest lucru este adevărat. Dar sunt posibile și excepții, atunci când este posibil să nu existe o limită superioară sau inferioară de stabilitate. Vom lua în considerare un exemplu specific al unei astfel de excepții mai jos.
Totuși, legea toleranței are o altă interpretare. Legea toleranței este asociată cu idei larg răspândite în ecologie despre factorii limitatori. Nu există o interpretare unică a acestui concept și diferiți ecologisti îi pun înțelesuri complet diferite.
Se crede, de exemplu, că factorul de mediu joacă rolul unui factor limitator dacă este absent sau este deasupra sau sub nivelul critic (Dajo, 1975, p. 22); o altă interpretare este că un factor limitator este acela care stabilește cadrul oricărui proces, fenomen sau existență a unui organism (Reimers, 1990, p. 544); același concept este folosit în legătură cu resursele care limitează creșterea populației și pot crea o bază pentru competiție (Riklefs, 1979, p. 255). Potrivit lui Odum (1975, p. 145), orice condiție care se apropie sau depășește limitele toleranței este un factor limitativ. Deci, pentru organismele anaerobe, oxigenul este considerat un factor limitator, pentru fitoplanctonul din apă - fosfor etc.
Ce se înțelege de fapt prin această frază? Răspunsul la această întrebare este extrem de important în ceea ce privește aplicațiile și este asociat cu poluarea mediului. Să revenim la fig. 2, a. După cum puteți vedea, intervalul dintre Tlet și T'let reprezintă limitele supraviețuirii, după care apare moartea. În același timp, gama reală de rezistență a organismului este mult mai restrânsă. Dacă în experiment modul factorului este deviat de la Topt, atunci starea vitală a organismului (A) va scădea, iar la anumite valori superioare sau inferioare ale factorului vor apărea modificări patologice ireversibile în organismul experimental. Corpul va intra într-o stare depresivă, pesimală. Chiar dacă opriți experimentul și readuceți factorul la optim, organismul nu își va putea restabili complet starea (sănătatea), deși acest lucru nu înseamnă că va muri cu siguranță. Situații similare sunt bine cunoscute în medicină: atunci când oamenii sunt expuși la substanțe chimice nocive, zgomot, vibrații etc. în timpul experienței de muncă, ei dezvoltă boli profesionale. Astfel, înainte ca factorul să aibă un efect letal asupra organismului, acesta poate limita starea sa vitală.
Orice factor de mediu dinamic în timp și spațiu (fizic, chimic, biologic) poate fi atât letal, cât și limitativ, în funcție de amploarea sa. Acest lucru dă motive pentru a formula următorul postulat, care are semnificația unei legi.
Orice element al mediului poate acționa ca un factor limitator de mediu dacă nivelul său provoacă modificări patologice ireversibile în organism și îl transferă (organismul) într-o stare ireversibil pesimală, din care organismul nu este capabil să iasă, chiar dacă nivelul de acest factor revine la optim.
Acest postulat este direct legat de protecția sanitară a mediului și de reglementarea sanitară și igienă a compușilor chimici din aer, sol, apă și produse alimentare.
Pe fig. 2, iar valorile factorului, peste care va deveni limitativ, sunt desemnate Tlim și T'lim.
De fapt, legea factorului limitativ poate fi considerată ca un caz special al unei legi mai generale - legea toleranței, și i se poate da următoarea formulare aplicată.
Orice organism viu are praguri (limite) superioare și inferioare de rezistență la orice factor de mediu, dincolo de care acest factor provoacă abateri funcționale ireversibile, persistente în organism în anumite organe și procese fiziologice (biochimice), fără a duce direct la moarte.
Regularitățile considerate și ilustrate în Figura 2 a, b reprezintă o teorie generală. Dar datele obținute într-un experiment real, de regulă, nu permit construirea unor astfel de curbe ideal simetrice: ratele reale de deteriorare a stării vitale a unui organism atunci când nivelul factorului se abate de la optim într-o direcție sau altele nu sunt la fel.
Un organism poate fi mai rezistent, de exemplu, la temperaturi scăzute sau la niveluri ale altor factori, dar mai puțin rezistent la cei înalți, așa cum se arată în Fig. 3. În consecință, părțile pesimile ale curbelor de toleranță vor fi mai mult sau mai puțin „abrupte”. Deci, pentru organismele iubitoare de căldură, chiar și o scădere ușoară a temperaturii mediului poate avea consecințe adverse (și ireversibile) asupra stării lor, în timp ce creșterea temperaturii va da un efect lent, treptat.
Cele de mai sus se aplică nu numai temperaturii mediului, ci și altor factori, cum ar fi conținutul anumitor substanțe chimice în apă, presiune, umiditate etc. Mai mult, la speciile care se dezvoltă odată cu transformarea (mulți amfibieni, artropode), toleranța la factorii din diferite stadii de ontogeneză pot fi diferiți.
Experimentați efectul cumulativ al diferitelor condiții. Factorii abiotici, factorii biotici și antropici afectează caracteristicile vieții și adaptării lor.
Care sunt factorii de mediu?
Toate condițiile de natură neînsuflețită se numesc factori abiotici. Aceasta este, de exemplu, cantitatea de radiație solară sau umiditate. Factorii biotici includ toate tipurile de interacțiuni între organismele vii. În ultimii ani, activitatea umană are o influență din ce în ce mai mare asupra organismelor vii. Acest factor este antropic.
Factori abiotici de mediu
Acţiunea factorilor neînsufleţiţi depinde de condiții climatice habitat. Una dintre ele este lumina soarelui. Intensitatea fotosintezei și, prin urmare, saturația aerului cu oxigen, depinde de cantitatea acestuia. Este de această substanță de care organismele vii au nevoie pentru respirație.
Factorii abiotici includ, de asemenea, temperatura și umiditatea aerului. Diversitatea speciilor și sezonul de creștere al plantelor depind, în special, de ele ciclu de viață animalelor. Organismele vii se adaptează la acești factori în moduri diferite. De exemplu, majoritatea angiospermelor își vărsează frunzele pentru iarnă pentru a evita pierderea excesivă de umiditate. Plantele de deșert au care atinge adâncimi considerabile. Acest lucru le oferă cantitatea necesară de umiditate. Primrozele au timp să crească și să înflorească în câteva săptămâni de primăvară. Și perioada de vară uscată și iarnă rece, cu puțină zăpadă, o experimentează sub pământ sub formă de ceapă. Această modificare subterană a lăstarilor acumulează o cantitate suficientă de apă și substanțe nutritive.
Factorii abiotici de mediu implică și influența factorilor locali asupra organismelor vii. Acestea includ natura reliefului, compoziția chimică și saturația solurilor cu humus, nivelul de salinitate al apei, natura curenților oceanici, direcția și viteza vântului și direcția radiației. Influența lor se manifestă atât direct, cât și indirect. Astfel, natura reliefului determină efectul vântului, al umidității și al iluminării.
Influența factorilor abiotici
Factorii naturii neînsuflețite au o natură diferită a impactului asupra organismelor vii. Monodominanta este impactul unei influențe predominante cu o ușoară manifestare a restului. De exemplu, dacă nu există suficient azot în sol, sistemul rădăcină se dezvoltă la un nivel insuficient şi alte elemente nu pot influenţa dezvoltarea lui.
Întărirea acțiunii mai multor factori în același timp este o manifestare a sinergiei. Deci, dacă există suficientă umiditate în sol, plantele încep să absoarbă mai bine atât azotul, cât și radiația solară. Factorii abiotici, factorii biotici și factorii antropici pot fi provocatori. Odată cu debutul timpuriu al dezghețului, cel mai probabil plantele vor suferi de îngheț.
Caracteristicile acțiunii factorilor biotici
Factorii biotici includ diferite forme de influență a organismelor vii unele asupra altora. Ele pot fi, de asemenea, directe și indirecte și par destul de polare. În anumite cazuri, organismele nu au niciun efect. Aceasta este o manifestare tipică a neutralismului. Acest un lucru rar luate în considerare numai în cazul absenţei complete a interacţiunii directe a organismelor între ele. Trăind într-o biogeocenoză comună, veverițele și elanii nu interacționează în niciun fel. Cu toate acestea, ele sunt afectate de raportul cantitativ general din sistemul biologic.
Exemple de factori biotici
Comensalismul este, de asemenea, un factor biotic. De exemplu, atunci când căprioarele poartă fructe de brusture, nu primesc niciun beneficiu sau rău din aceasta. În același timp, aduc beneficii semnificative, așezând multe tipuri de plante.
Între organisme apar adesea și Exemplele lor sunt mutualismul și simbioza. În primul caz, există o coabitare reciproc avantajoasă a organismelor din diferite specii. Un exemplu tipic de mutualism este crabul pustnic și anemona. Floarea sa prădătoare este o apărare de încredere a artropodelor. Și coaja de anemone de mare este folosită ca locuință.
O coabitare reciproc avantajoasă mai strânsă este simbioza. Exemplul său clasic este lichenii. Acest grup de organisme este o colecție de filamente de ciuperci și celule de alge albastru-verzi.
Factorii biotici, exemple dintre care am luat în considerare, pot fi completați cu prădarea. În acest tip de interacțiune, organismele unei specii sunt hrană pentru celelalte. Într-un caz, prădătorii atacă, ucid și mănâncă prada lor. În altul, ei sunt angajați în căutarea de organisme din anumite specii.
Acțiunea factorilor antropici
Factori abiotici, factori biotici perioadă lungă de timp au fost singurele care afectează organismele vii. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea societății umane, influența acesteia asupra naturii a crescut din ce în ce mai mult. Celebrul om de știință V. I. Vernadsky a evidențiat chiar și o înveliș separat creat de activitatea umană, pe care a numit-o Noosferă. Defrișările, arătura nelimitată a pământului, exterminarea multor specii de plante și animale, managementul nerezonabil al naturii sunt principalii factori care modifică mediul.
Habitatul și factorii săi
Factorii biotici, ale căror exemple au fost date, împreună cu alte grupuri și forme de influențe, au propria lor semnificație în diferite habitate. Activitatea vitală sol-aer a organismelor depinde în mare măsură de fluctuațiile temperaturii aerului. Și în apă, același indicator nu este atât de important. Acțiune factor antropicîn acest moment are o importanță deosebită în toate habitatele altor organisme vii.
și adaptarea organismelor
Un grup separat pot fi identificați factorii care limitează activitatea vitală a organismelor. Se numesc limitare sau limitare. Pentru plantele de foioase, factorii abiotici includ cantitatea de radiație solară și umiditatea. Ele sunt limitative. În mediul acvatic, nivelul său de salinitate și compoziția chimică sunt limitative. Asa de încălzire globală duce la topirea ghețarilor. La rândul său, aceasta implică o creștere a conținutului de apă dulce și o scădere a salinității acesteia. Ca urmare, organismele vegetale și animale care nu se pot adapta la schimbările acestui factor și se adaptează mor inevitabil. Momentan este global problemă de mediu umanitatea.
Deci, factorii abiotici, factorii biotici și factorii antropici acționează împreună asupra diferitelor grupuri de organisme vii din habitate, reglând numărul și procesele de viață ale acestora, modificând bogăția de specii a planetei.
FACTORI BIOTICI
| Numele parametrului | Sens |
| Subiect articol: | FACTORI BIOTICI |
| Rubrica (categoria tematica) | Biologie |
Scopul este de a studia tipurile de interacțiuni și relații dintre organisme. Dați o definiție a factorilor zoogeni, fitogeni și antropici.
Factorii biotici sunt un set de influențe ale activității vitale a unor organisme asupra altora. Printre acestea se disting de obicei:
Influența organismelor animale (factori zoogeni),
Influența organismelor vegetale (factori fitogeni),
Influența umană (factori antropici).
Actiunea factorilor biotici poate fi considerata ca actiunea lor asupra mediului, asupra organismelor individuale care locuiesc in acest mediu, sau actiunea acestor factori asupra comunitatilor intregi.
Există două tipuri de interacțiuni între organisme:
Interacțiunea dintre indivizii aceleiași specii este competiție intraspecifică;
Relații între indivizi din diferite specii. Influența pe care ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ o are unul asupra celuilalt între două specii care trăiesc împreună trebuie să fie neutră, favorabilă sau nefavorabilă.
Tipuri de relatii:
1) reciproc avantajos (protocooperare, simbioză, mutualism);
2) util-neutru (comensalism - mahmureală, tovărășie, cazare);
4) reciproc dăunătoare (interspecific, competitiv, intraspecific).
Neutralism - ambele specii sunt independente și nu au nicio influență una asupra celeilalte;
- 
concurenta - fiecare dintre specii are un efect negativ asupra celorlalte specii. Speciile concurează pentru hrană, adăpost, ovipoziție și așa mai departe. Ambele specii sunt numite concurente;
Mutualismul este o relație simbiotică în care ambele specii care conviețuiesc se beneficiază reciproc;
Colaborare - ambele specii formează o comunitate. Nu este obligatoriu, întrucât fiecare specie poate exista separat, izolat, dar viața în comunitate îi aduce beneficii pe amândouă;
Comensalism - relații de specii în care unul dintre parteneri beneficiază fără a-l dăuna pe celălalt;
Amensalismul este un tip de relație interspecifică în care, într-un habitat comun, o specie suprimă existența unei alte specii fără a experimenta opoziție;
Predarea este un tip de relație în care reprezentanții unei specii mănâncă (distrug) reprezentanții alteia, ᴛ.ᴇ. organisme din aceeași specie servesc drept hrană pentru prietenii OSC
Printre relațiile reciproc avantajoase între specii (populații), pe lângă mutualism, se disting simbioza și protocooperarea.
Protocooperarea este un tip simplu de relație simbiotică. Sub această formă coexistența este avantajoasă pentru ambele specii, dar nu neapărat pentru ele, ᴛ.ᴇ. este o condiţie indispensabilă pentru supravieţuirea speciilor (populaţiilor).
Sub comensalism, ca relații util-neutre, parazitismul, părtășia și cazarea sunt evidențiate.
Încărcare liberă - consumul rămășițelor hranei gazdei, de exemplu, relația rechinilor cu peștele lipicios.
Compania este consumul de diferite substanțe sau părți din acestea din aceeași resursă. De exemplu, relația dintre diferitele tipuri de bacterii din sol-saprofite care procesează diferit materie organică din reziduurile de plante degradate și plantele superioare care consumă sărurile minerale rezultate.
Cazare - folosirea de către unele specii a altora (corpurile lor sau locuințele lor) ca adăpost sau locuință.
1. Factori zoogeni
Organismele vii trăiesc înconjurate de multe altele, intră în diverse relații cu acestea, atât cu consecințe negative, cât și pozitive pentru ele însele și, în cele din urmă, nu pot exista fără acest mediu de viață. Comunicarea cu alte organisme este o condiție extrem de importantă pentru nutriție și reproducere, posibilitatea de protecție, atenuarea condițiilor nefavorabile de mediu și, pe de altă parte, pericolul de deteriorare și adesea o amenințare directă la adresa existenței individului. Mediul de viață imediat al unui organism constituie mediul său biotic. Fiecare specie este capabilă să existe doar într-un astfel de mediu biotic, unde conexiunile cu alte organisme asigură condiții normale pentru viața lor. Rezultă că diverse organisme vii se găsesc pe planeta noastră nu în nicio combinație, ci formează anumite comunități, care includ specii adaptate la conviețuire.
Interacțiunile dintre indivizii aceleiași specii se manifestă în competiție intraspecifică.
Competiția intraspecifică. Cu competiția intraspecifică între indivizi, se păstrează relațiile în care se află
capabile să se reproducă și să asigure transferul proprietăților lor ereditare inerente.
Competiția intraspecifică se manifestă în comportamentul teritorial, atunci când, de exemplu, un animal își apără locul de cuibărit sau o anumită zonă din vecinătatea sa. Deci, în timpul sezonului de reproducere al păsărilor, masculul protejează un anumit teritoriu, la care, în afară de femela sa, nu permite niciun individ din specia lui. Aceeași imagine poate fi observată la mulți pești (de exemplu, spinicul).
O manifestare a competiției intraspecifice este existența unei ierarhii sociale la animale, care se caracterizează prin apariția unor indivizi dominanti și subordonați în populație. De exemplu, la gândacul de mai, larvele de trei ani suprimă larvele de unul și doi ani. Acesta este motivul pentru care apariția gândacilor adulți se observă doar o dată la trei ani, în timp ce la alte insecte (de exemplu, gândacii clic de semănat) durata etapei larvare este tot de trei ani, iar apariția adulților are loc anual datorită lipsa concurenței între larve...
Competiția dintre indivizii aceleiași specii pentru hrană devine mai intensă pe măsură ce densitatea populației crește. În unele cazuri, competiția intraspecifică poate duce la diferențierea speciei, la ruperea acesteia în mai multe populații care ocupă teritorii diferite.
Sub neutralism, indivizii nu sunt înrudiți direct între ei, iar conviețuirea lor pe același teritoriu nu implică nici consecințe pozitive, nici negative pentru ei, ci depinde de starea comunității în ansamblu. Deci, elanul și veverițele care trăiesc în aceeași pădure practic nu se contactează. Relațiile de tip neutralism sunt dezvoltate în comunități bogate în specii.
Competiția interspecifică este o căutare activă de către două sau mai multe specii din aceleași resurse alimentare, habitat. Relațiile de concurență, de regulă, apar între specii cu cerințe ecologice similare.
Relațiile competitive sunt foarte diferite - de la luptă fizică directă la coexistență pașnică.
Competiția este unul dintre motivele pentru care două specii care diferă ușor în specificul alimentației, comportamentului, stilului de viață etc., rareori conviețuiesc în aceeași comunitate. Aici competiția este de natură a ostilității directe. Cea mai acerbă competiție, cu consecințe nedorite, apare atunci când oamenii introduc specii de animale în comunități fără a lua în considerare relațiile deja stabilite.
De regulă, prădătorul prinde mai întâi prada, o ucide și apoi o mănâncă. Pentru a face acest lucru, el are dispozitive speciale.
Victimele au dezvoltat istoric și proprietăți de protecție sub formă de anatomie, morfologice, fiziologice, biochimice.
caracteristici, de exemplu, excrescențe ale corpului, țepi, țepi, cochilii, colorare protectoare, glande otrăvitoare, capacitatea de a se ascunde rapid, vizuini în sol afânat, construi adăposturi inaccesibile prădătorilor, recurge la semnalizarea pericolului. Ca urmare a unor astfel de adaptări reciproce, anumite grupuri de organisme se formează sub formă de prădători și prăzi specializate. Deci, hrana principală a râului este iepuri de câmp, iar lupul este un prădător polifag tipic.
Comensalism. Relațiile în care unul dintre parteneri beneficiază fără a-l dăuna pe celălalt, așa cum sa menționat mai devreme, se numesc comensalism. Comensalismul, bazat pe consumul resturilor de hrană ale gazdelor, se mai numește și parazitism. Așa sunt, de exemplu, relațiile dintre lei și hiene, ridicând rămășițele de mâncare pe jumătate mâncate, sau rechinii cu pești lipicios.
Un exemplu clar de comensalism este oferit de niște lipape care se atașează de pielea unei balene. În același timp, Οʜᴎ obține avantajul - o mișcare mai rapidă, iar balena nu va cauza aproape niciun inconvenient. În general, partenerii nu au interese comune și fiecare există perfect pe cont propriu. În același timp, astfel de alianțe fac de obicei mai ușor pentru unul dintre participanți să se mute sau să obțină hrană, să caute adăpost etc.
2. Factori fitogene
Principalele forme de relații între plante:
2. Transbiotic indirect (prin animale și microorganisme).
3. Transabiotice indirecte (influențe formatoare de mediu, competiție, alelopatie).
Interacțiuni directe (de contact) între plante. Un exemplu de interacțiune mecanică este deteriorarea molidului și a pinului păduri mixte din acţiunea de măturare a mesteacănului.
la planta substrat, dar există independent ca organisme autotrofe.
Un exemplu caracteristic de simbioză strânsă sau mutualism între plante este conviețuirea algelor și ciupercilor, care formează un organism integral special - lichen.
Un alt exemplu de simbioză este coabitarea plantelor superioare cu bacterii, așa-numita bacteriotrofie. Simbioza cu bacterii nodulare - fixatorii de azot este larg răspândită în rândul leguminoaselor (93% din speciile studiate) și mimozei (87%).
Există o simbioză a miceliului ciupercii cu rădăcina unei plante superioare sau formarea de micorize. Astfel de plante se numesc micotrofe sau micotrofe. Așezându-se pe rădăcinile plantei, hifele ciupercii oferă plantei superioare o capacitate de aspirație enormă. Suprafața de contact dintre celulele radiculare și hife în micorizele ectotrofe este de 10–14 ori mai mare decât suprafața de contact cu solul celulelor rădăcinii goale, în timp ce suprafața de aspirație a rădăcinii datorită firelor de păr crește suprafața rădăcinii doar cu 2–5. ori. Din cele 3425 de specii de plante vasculare studiate în țara noastră, micoriza a fost găsită în 79%.
Fuziunea rădăcinilor copacilor în creștere apropiată (din aceeași specie sau specii înrudite) se referă și la contacte fiziologice directe între plante. Fenomenul nu este atât de rar în natură. În plantațiile dense de molid, aproximativ 30% din toți copacii cresc împreună cu rădăcini. S-a stabilit că între arborii intercultivați are loc un schimb prin rădăcini sub formă de transfer de nutrienți și apă. Având în vedere dependența de gradul de diferență sau asemănare a nevoilor partenerilor fuzionați dintre ei, nu sunt excluse atât relațiile de natură competitivă sub forma interceptării substanțelor de către un arbore mai dezvoltat și mai puternic, cât și cele simbiotice.
De o anumită importanță este forma relațiilor sub formă de prădare. Predarea este răspândită nu numai între animale, ci și
intre plante si animale. Deci, o serie de plante insectivore (roua, nepenthes) sunt clasificate drept prădători.
Relații transbiotice indirecte între plante (prin animale și microorganisme). Un rol ecologic important al animalelor în viața plantelor este participarea la procesele de polenizare, răspândirea semințelor și a fructelor. Polenizarea plantelor de către insecte, numită entomofilie, a contribuit la dezvoltarea unui număr de adaptări, atât la plante, cât și la insecte.
Păsările participă și la polenizarea plantelor. Polenizarea plantelor cu ajutorul păsărilor, sau ornitofila, este larg răspândită în regiunile tropicale și subtropicale ale emisferei sudice.
Polenizarea plantelor de către mamifere, sau zoogamia, este mai puțin frecventă. În cea mai mare parte, zoogamia este observată în Australia, în pădurile din Africa și America de Sud. De exemplu, arbuștii australieni din genul Dryandra sunt polenizați cu ajutorul cangurilor, care își beau de bunăvoie nectarul abundent, trecând din floare în floare.
Microorganismele acționează adesea în relații transbiotice indirecte între plante. Rizosfera rădăcinilor multor copaci, de exemplu stejarul, se schimbă foarte mult mediul solului, în special compoziția sa, aciditatea și, prin urmare, creează condiții favorabile pentru așezarea diferitelor microorganisme acolo, în primul rând azotobacterii. Aceste bacterii, așezate aici, se hrănesc cu secreții de rădăcini de stejar și reziduuri organice create de hifele ciupercilor micorize. Bacteriile, care trăiesc lângă rădăcinile de stejar, servesc ca un fel de „linie de apărare” de la pătrunderea ciupercilor patogene în rădăcini. Această barieră biologică este creată cu ajutorul antibioticelor secretate de bacterii. Așezarea bacteriilor în rizosfera stejarului are imediat un efect pozitiv asupra stării plantelor, în special a celor tinere.
Relații transabiotice indirecte între plante (influențe de formare a mediului, competiție, alelopatie). Schimbarea mediului de către plante este cel mai universal și răspândit tip de relații între plante în timpul coexistenței lor. Atunci când una sau alta specie, sau un grup de specii de plante, ca urmare a activității sale de viață, se modifică semnificativ cantitativ și calitativ, principalii factori de mediu în așa fel încât alte specii ale comunității trebuie să trăiască în condiții care diferă semnificativ de complexul zonal al factorilor fizici de mediu, atunci acesta vorbește despre rolul formator de mediu, influența formatoare de mediu de primul tip în raport cu celelalte.
Una dintre ele este influențele reciproce prin modificări ale factorilor de microclimat (de exemplu, slăbirea radiației solare în interiorul acoperirii vegetale, epuizarea acesteia în raze active fotosintetic, modificări ale ritmului sezonier de iluminare etc.). Unele plante le influențează pe altele și prin schimbare regim de temperatură, umiditatea acestuia, viteza vântului, conținutul de dioxid de carbon etc.
Secrețiile chimice ale plantelor pot servi ca una dintre modalitățile de interacțiune între plantele dintr-o comunitate, exercitând fie un efect toxic, fie stimulant asupra organismelor. Astfel de interacțiuni chimice se numesc alelopatie. Un exemplu este descărcarea răsadurilor de sfeclă, care inhibă germinarea semințelor de sfeclă.
Concurența se distinge ca o formă specială de relații transabiotice între plante. Acestea sunt acele influențe negative reciproce sau unilaterale care apar pe baza utilizării resurselor energetice și alimentare ale habitatului. Influență puternică viața plantelor este afectată de competiția pentru umiditatea solului (mai ales pronunțată în zonele cu umiditate insuficientă) și competiția pentru nutrienți sol, mai vizibil pe solurile sărace.
Competiția interspecifică se manifestă la plante în același mod ca și competiția intraspecifică (modificări morfologice, fertilitate redusă, abundență etc.). Specia dominantă se îndepărtează treptat sau își reduce foarte mult viabilitatea. Cea mai acerbă competiție, adesea cu consecințe neprevăzute, apare atunci când noi specii de plante sunt introduse în comunități fără a ține cont de relațiile deja stabilite.
3. Factori antropogeni
Acțiunea omului ca factor ecologic în natură este enormă și diversă. Astăzi, niciunul dintre factorii de mediu nu are o influență atât de semnificativă și universală ca persoană, deși acesta este cel mai tânăr factor care acționează asupra naturii. Influența factorului antropic a crescut treptat, începând de la epoca adunării (unde se deosebea puțin de influența animalelor) până în zilele noastre, epoca progresului științific și tehnologic și a exploziei populației. În cursul activității sale, omul a creat un numar mare de o mare varietate de specii de animale și plante, natural transformate semnificativ complexe naturale. Pe suprafețe mari, el a creat condiții speciale de viață, adesea practic optime, pentru multe specii. Prin crearea unei varietăți uriașe de soiuri și specii de plante și animale, omul a contribuit la apariția unor noi proprietăți și calități în ele care le asigură supraviețuirea în Condiții nefavorabile ca într-o luptă
pentru existența cu alte specii și imunitate la efectele microorganismelor patogene. Schimbările făcute de om în mediul natural creează condiții favorabile pentru reproducere și dezvoltare pentru unele specii și nefavorabile pentru altele. Și ca urmare, se creează noi relații numerice între specia, cel lanturile alimentare, există adaptări necesare existenței organismelor într-un mediu modificat. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, acțiunile umane îmbogățesc sau sărăcesc comunitățile. Influența factorului antropic în natură trebuie să fie atât conștientă, cât și accidentală, sau inconștientă. Omul, arătând pământuri virgine și de pânză, creează terenuri agricole (agrocenoze), manifestă forme foarte productive și rezistente la boli, așează unele și distruge altele. Aceste efecte sunt adesea pozitive, dar adesea caracter negativ, de exemplu: strămutarea necugetat a multor animale, plante, microorganisme, distrugerea prădătoare a unui număr de specii, poluarea mediului etc.
Omul poate exercita atât influență directă, cât și indirectă asupra animalelor și vegetației Pământului. Diversitate forme moderne impactul uman asupra vegetației este prezentat în tabel. 4.
Dacă adăugăm la cele de mai sus impactul uman asupra animalelor: pescuitul, aclimatizarea și reclimatizarea acestora, diverse forme de activități agricole și de creștere a animalelor, măsuri de protecție a plantelor, protejarea rarelor și specii exotice etc., atunci o singură enumerare a acestor impacturi asupra naturii arată grandiozitatea factorului antropic.
Schimbările apar nu numai la scară largă, ci și pe un exemplu anumite tipuri. Deci, pe terenurile dezvoltate, pe culturile de cereale, trips de grâu, afidele cerealelor, unele tipuri de gândaci (de exemplu, o țestoasă dăunătoare), diverse tipuri de purici de tulpină, pahidermul și altele au început să se înmulțească în cantități mari. Multe dintre aceste specii au devenit dominante, iar speciile care existau anterior aici au dispărut sau au fost împinse în condiții extreme. Schimbările au afectat nu numai flora și fauna, ci și microflora și microfauna, multe verigi din lanțurile trofice s-au schimbat.
Tabelul 4
Principalele forme de influență umană asupra plantelor și plantelor
Activitatea umană provoacă o serie de reacții adaptative din partea organismelor. Apariția buruienilor, a plantelor de pe marginea drumului, a dăunătorilor de hambar și a altora asemenea acestora este o consecință a adaptării organismelor la activitățile umane din natură. Au apărut organisme care au pierdut parțial sau complet legătura cu natura liberă, de exemplu, gărgărița hambarului, gândacii de făină și altele. Mulți specii native se adaptează nu numai la viața în condiții de agrocenoze, ci dezvoltă trăsături adaptative speciale ale structurii, dobândesc ritmuri de dezvoltare care corespund condițiilor de viață din zonele cultivate, capabile să reziste la recoltare, diferite măsuri agrotehnice (sistem de cultivare a solului, rotații), chimice. mijloace de combatere a dăunătorilor.
Ca răspuns la tratamentele chimice ale culturilor efectuate de oameni, multe organisme au dezvoltat rezistență la diverse insecticide, datorită apariției unor produse speciale, modificate. compoziție chimică lipide, capacitatea țesutului adipos de a dizolva și încălzi o cantitate semnificativă de otravă în sine, precum și datorită creșterii reacții enzimaticeîn metabolismul organismelor, capacitatea de a transforma substanțele toxice în unele neutre sau netoxice. Adaptările organismelor asociate cu activitățile umane includ migrațiile sezoniere ale țâțelor din pădure la oraș și înapoi.
Un exemplu de influență a factorului antropic este capacitatea graurilor de a ocupa căsuțe pentru păsări pentru cuiburi. Graurii preferă casele artificiale chiar și atunci când există o scobitură într-un copac în apropiere. Și există multe astfel de exemple, toate mărturisesc că influența omului asupra naturii este un factor puternic de mediu.
Probleme de discutat
1. Care este structura biotică a unui ecosistem?
2. Numiți principalele forme relaţii intraspecifice organisme.
3. Numiți principalele forme de relații interspecifice ale organismelor.
6. Ce mecanisme permit organismelor vii să compenseze efectele factorilor de mediu?
7. Enumeraţi principalele domenii ale activităţii umane în natură.
8. Dați exemple de impact direct și indirect antropic asupra habitatului organismelor vii.
Subiecte ale rapoartelor
1. Tipuri de interacțiune și relații între organisme
3. Ecologie și om.
4. Clima și oamenii
ATELIER 4
ECOLOGIA POPULAȚIEI
Scopul este de a studia nivelul populației (populație-specie) de organizare biologică. Cunoașteți structura populațiilor, dinamica populației, aveți o idee despre stabilitatea și viabilitatea populațiilor.
1. Conceptul de populație
Organismele aceleiași specii din natură sunt întotdeauna reprezentate nu individual, ci de anumite agregate organizate - populații. Populațiile (din latină populus - populație) sunt o colecție de indivizi ai unei specii biologice care au locuit un anumit spațiu de mult timp, au un bazin genetic comun, capacitatea de a se încrucișa liber și într-o oarecare măsură izolați de alte populații ale acestei specii. .
O specie de organisme poate include mai multe, uneori multe populații. Dacă reprezentanții diferitelor populații ale aceleiași specii sunt plasați în aceleași condiții, își vor păstra diferențele. În același timp, apartenența la aceeași specie oferă posibilitatea obținerii de descendenți fertili de la reprezentanți ai diferitelor populații. O populație este o formă elementară de existență și evoluție a unei specii în natură.
Combinarea organismelor aceleiași specii într-o populație dezvăluie proprietățile lor calitativ noi. De o importanță decisivă sunt abundența și distribuția spațială a organismelor, componența sexului și vârstei, natura relațiilor dintre indivizi, demarcarea sau contactele cu alte populații ale acestei specii etc. În comparație cu durata de viață a unui organism individual, o populație poate exista o perioadă foarte lungă de timp.
În același timp, populația are și asemănări cu organismul ca biosistem, deoarece are o anumită structură, un program genetic de auto-reproducere și capacitatea de autoreglare și adaptare.
Studiul populațiilor este o ramură importantă a biologiei moderne la intersecția dintre ecologie și genetică. Valoare practică biologia populației este în esență că populațiile sunt adevăratele unități de exploatare și protecție a ecosistemelor naturale. Interacțiunea oamenilor cu specii de organisme aflate în mediul natural sau sub control economic este mediată, de regulă, prin populații. Acestea sunt tulpini de microbi patogeni sau benefici, soiuri de plante cultivate, rase de animale crescute,
populații comerciale de pești etc. Nu mai puțin important este faptul că multe modele de ecologie a populației se aplică populațiilor umane.
2. Structura populației
O populație se caracterizează printr-o anumită organizare structurală - raportul grupurilor de indivizi după sex, vârstă, mărime, genotip, distribuția indivizilor pe teritoriu etc. În acest sens, se disting diferite structuri ale populației: sex, vârstă, mărime, genetice, spațial-etologice etc.
Găzduit pe ref.rf
Structura populației se formează, pe de o parte, pe baza proprietăților biologice generale ale speciei, pe de altă parte, sub influența factorilor de mediu, ᴛ.ᴇ. este adaptativ.
Structura sexuală (compoziția sexului) - raportul dintre bărbați și femei dintr-o populație. Structura sexuală este caracteristică numai populațiilor de organisme dioice. Teoretic, raportul de sex ar trebui să fie același: 50% din numărul total ar trebui să fie bărbați și 50% femei. Raportul real de sex depinde de acțiunea diverșilor factori de mediu, genetici și caracteristici fiziologice drăguț.
Există relații primare, secundare și terțiare. Raportul primar este raportul observat în timpul formării celulelor germinale (gameți). De obicei este 1:1. Acest raport se datorează mecanismului genetic de determinare a sexului. Raportul secundar - raportul observat la naștere. Raportul terțiar - raportul observat la indivizii adulți maturi sexual.
De exemplu, la o persoană în raportul secundar predomină oarecum băieții, în raportul terțiar - femei: se nasc 106 fete la 100 de băieți, până la vârsta de 16-18 ani, datorită creșterii mortalității masculine, acest raport se stabilește și cu vârsta de 50 de ani este de 85 de bărbați la 100 de femei, iar până la vârsta de 80 de ani - 50 de bărbați la 100 de femei.
Niște pești (pag.
Găzduit pe ref.rf
Pecilia) disting trei tipuri de cromozomi sexuali: Y, X și W, dintre care cromozomul Y poartă gene masculine, iar cromozomii X și W poartă gene feminine, dar cu diferite grade de „putere”. Dacă genotipul unui individ are forma YY, atunci se dezvoltă bărbații, dacă XY - femele, dacă WY, atunci, pe baza condițiilor de mediu, se dezvoltă caracteristicile sexuale ale unui bărbat sau ale unei femei.
În populațiile de cozi de sabie, raportul dintre sexe depinde de valoarea pH-ului mediului. La pH = 6,2, numărul de masculi la urmași este de 87-100%, iar la pH = 7,8 - de la 0 la 5%.
Structura de vârstă (compoziția de vârstă) - raportul în populație de indivizi din diferite grupe de vârstă. Compoziția absolută de vârstă exprimă numărul anumitor grupuri de vârstă la un anumit moment în timp. Compoziția relativă de vârstă exprimă proporția sau procentul de indivizi dintr-un anumit grup de vârstă în raport cu populația totală. Compoziția de vârstă este determinată de o serie de proprietăți și caracteristici ale speciei: timpul până la pubertate, speranța de viață, durata sezonului de reproducere, mortalitatea etc.
Dată fiind dependența de capacitatea indivizilor de a se reproduce, se disting trei grupuri: preproductive (indivizii care nu se pot reproduce încă), reproductive (indivizi capabili să se reproducă) și postreproductive (indivizii care nu se mai pot reproduce).
Grupele de vârstă sunt împărțite în categorii mai mici. De exemplu, la plante se disting următoarele stări: sămânță latentă, răsaduri și răsaduri, stare juvenilă, stare imatură, stare virginală, generativă timpurie, generativă mijlocie, generativă târzie, subsenilă, senilă (senilă), stare semi-cadavrară.
Structura de vârstă a unei populații este exprimată folosind piramidele de vârstă.
Structura spațial-etologică - natura distribuției indivizilor în cadrul intervalului. Depinde de caracteristicile mediului și de etologia (trăsăturile comportamentale) speciei.
Există trei tipuri de bază de distribuție a indivizilor în spațiu: uniformă (regulată), neuniformă (agregată, de grup, mozaic) și aleatorie (difuză).
Distribuția uniformă se caracterizează prin distanța egală a fiecărui individ față de toți cei vecini. Este caracteristică populațiilor care există în condițiile unei distribuții uniforme a factorilor de mediu sau formate din indivizi care manifestă antagonism unul față de celălalt.
Distribuția neuniformă se manifestă prin formarea unor grupuri de indivizi, între care se află mari teritorii nelocuite. Este tipic pentru populațiile care trăiesc în condiții de distribuție inegală a factorilor de mediu sau formate din indivizi care conduc un stil de viață de grup (turmă).
Distribuția aleatoare este exprimată în distanța inegală dintre indivizi. Este rezultatul unor procese probabiliste, al eterogenității mediului și al legăturilor sociale slabe dintre indivizi.
În funcție de tipul de utilizare a spațiilor, toate animalele mobile sunt împărțite în sedentare și nomade. Un stil de viață sedentar are o serie de avantaje biologice, precum orientarea liberă în teritoriul familiar atunci când se caută hrană sau adăpost, capacitatea de a crea provizii de hrană (veverițe, șoareci de câmp). Dezavantajele sale includ epuizarea resurselor alimentare la o densitate excesiv de mare a populației.
După forma existenței comune a animalelor, se disting un stil de viață solitar, familie, colonii, turme, turme. Un stil de viață solitar se manifestă prin faptul că indivizii din populații sunt independenți și izolați unul de celălalt (arici, știuci etc.). Mai mult, este caracteristic doar pentru anumite etape ale ciclului de viață. O existență complet solitară a organismelor nu are loc în natură, deoarece reproducerea ar fi imposibilă în acest caz. Un stil de viață de familie se observă în populațiile cu legături sporite între părinți și urmași (lei, urși etc.). Colonii - așezări de grup de animale sedentare, atât de lungă durată, cât și care apar numai pentru sezonul de reproducere (păast, albine, furnici etc.). Haitele sunt asociații temporare de animale care facilitează îndeplinirea oricărei funcții: protecție de inamici, obținerea de hrană, migrație (lupi, hering etc.). Turmele sunt mai lungi decât turmele, sau asociațiile permanente de animale, în care, de regulă, se îndeplinesc toate funcțiile vitale ale speciei: protecția de inamici, obținerea de hrană, migrația, reproducerea, creșterea puietului etc. (cerbi, zebre etc.).
Structura genetică - raportul dintr-o populație dintre diverse genotipuri și alele. Totalitatea genelor tuturor indivizilor unei populații se numește grup de gene. Baza genetică este caracterizată de frecvențele alelelor și genotipurilor. Frecvența unei alele este ponderea acesteia în totalitatea alelelor unei anumite gene. Suma frecvențelor tuturor alelelor este egală cu unu: p + q \u003d l,
unde p este proporția alelei dominante (A); q este proporția alelei recesive (a).
Cunoscând frecvențele alelelor, este posibil să se calculeze frecvențele genotipurilor dintr-o populație:
(p + q) 2 \u003d p 2 + 2pq + q 2 \u003d 1, unde p și q sunt frecvențele alelelor dominante și, respectiv, recesive, p este frecvența genotipului dominant homozigot (FF), 2pq este frecvența genotipului dominant heterozigot (Aa), q - frecvența genotipului homozigot recesiv (aa).
Bazat lege Hardy-Weinberg, frecvențele relative ale alelelor dintr-o populație rămân neschimbate de la o generație la alta. Legea Hardy-Weinberg este valabilă dacă sunt îndeplinite următoarele condiții:
Populația este mare;
Încrucișarea liberă are loc în populație;
Nu există selecție;
Nu apar mutații noi;
Nu există migrație de noi genotipuri în sau în afara populației. Este evident că populațiile care îndeplinesc aceste condiții în
de mult timp, nu există în natură. Populațiile sunt întotdeauna afectate de factori externi și interni care perturbă echilibrul genetic. O schimbare pe termen lung și direcționată a compoziției genotipice a unei populații, genotipul acesteia
FACTORI BIOTICI - concept si tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „FACTORI BIOTIC” 2017, 2018.
Comensalismul este coexistența diferitelor organisme, când un organism, instalându-se în corpul altuia și mâncând pe cheltuiala lui, nu dăunează purtătorului (bacteriile din intestinul uman). În amensalism, unul dintre organismele coexistente suferă daune, în timp ce celălalt este indiferent la impactul primului (penicillium ucide bacteriile care nu-l pot afecta).
Simbioza este toate formele de coabitare a organismelor din diferite specii. Și coexistența reciproc avantajoasă a organismelor aparținând tipuri variate se numește mutualism. Un exemplu este relația dintre leguminoase și bacteriile nodulare fixatoare de azot care trăiesc pe sistemul lor radicular. Rădăcinile plantelor superioare interacționează în mod similar cu miceliul ciupercilor. Atât acele organisme, cât și alte organisme primesc unele de la altele substanțele necesare vieții.
Competiția este un tip de interacțiune în care plantele din aceeași specie sau din specii diferite pot concura între ele pentru resursele spațiului înconjurător - apă, iluminat, nutrienți, locație etc. În acest caz, consumul anumitor resurse de către unele organisme reduce disponibilitatea acestora pentru altele.
Exemplu de competiție intraspecifică – artificială pădure de conifere unde copacii de aceeași vârstă concurează pentru lumină. Acei copaci care nu țin pasul cu creșterea mai rapidă cresc mult mai rău la umbră și mulți dintre ei mor. Competiția interspecifică poate fi urmărită între speciile și genurile de plante care sunt apropiate ca nevoi și fac parte din același grup, de exemplu, în pădurile mixte între carpen și stejar.
Multe animale care mănâncă plante sunt ierbivore, iar asocierea lor cu plantele este mâncarea. Deci, la pășuni, animalele mănâncă doar anumite tipuri de plante, fără să atingă altele otrăvitoare sau cu gust neplăcut. De-a lungul timpului, acest lucru duce la schimbări fundamentale în compoziția speciilor a vegetației din această zonă. Unele plante au apărare împotriva consumului de animale, cum ar fi excreția substante toxice, frunze modificate-spini, spini pe tulpini. Specii rare plantele carnivore, cum ar fi roza, nepenthes, se pot hrăni cu animale (insecte).
De asemenea, trebuie menționat că relațiile indirecte dintre organisme nu sunt mai puțin importante decât relațiile directe pentru viața și supraviețuirea plantelor din diferite specii. Deci, insectele și unele păsări mici polenizează plantele cu flori. Și reproducerea prin semințe a multor specii de angiosperme fără participarea animalelor ar fi imposibilă.
