Antropogénne, biotické a abiotické faktory prostredia. Abiotické faktory, biotické faktory prostredia: príklady

Úvod

Každý deň, keď sa ponáhľate za svojím podnikaním, kráčate po ulici, trasiete sa zimou alebo sa potíte od tepla. A po pracovnom dni ísť do obchodu, kúpiť si jedlo. Pri odchode z obchodu rýchlo zastavte okoloidúci mikrobus a bezmocne zostúpte na najbližšie prázdne miesto. Pre mnohých je to známy spôsob života, však? Zamysleli ste sa niekedy nad tým, ako ide život z hľadiska ekológie? Existencia človeka, rastlín a zvierat je možná len prostredníctvom ich vzájomného pôsobenia. Nezaobíde sa to bez vplyvu neživej prírody. Každý z týchto typov vplyvu má svoje vlastné označenie. Existujú teda iba tri typy vplyvov na životné prostredie. Ide o antropogénne, biotické a a biotické faktory. Pozrime sa na každý z nich a jeho vplyv na prírodu.

1. Antropogénne faktory - vplyv na povahu všetkých foriem ľudskej činnosti

Keď sa povie tento pojem, nenapadne vám ani jedna pozitívna myšlienka. Aj keď ľudia robia niečo dobré pre zvieratá a rastliny, je to kvôli dôsledkom predtým urobených zlých vecí (napríklad pytliactvo).

Antropogénne faktory (príklady):

• Vysychanie močiarov.
• Hnojenie polí pesticídmi.
• Pytliactvo.
• Priemyselný odpad (foto).

Výkon

Ako vidno, človek v podstate len škodí okoliu. A kvôli nárastu ekonomickej a priemyselnej výroby už nepomáhajú ani opatrenia na ochranu životného prostredia zavedené vzácnymi dobrovoľníkmi (tvorba rezerv, ekologické zhromaždenia).

2. Biotické faktory – vplyv voľne žijúcich živočíchov na rôzne organizmy

Jednoducho povedané, ide o vzájomnú interakciu rastlín a živočíchov. Môže byť pozitívny aj negatívny. Existuje niekoľko typov takýchto interakcií:

1. Konkurencia – také vzťahy medzi jednotlivcami jedného resp odlišné typy, pri ktorej využívanie určitého zdroja jedným z nich znižuje jeho dostupnosť pre ostatných. Vo všeobecnosti sa počas súťaženia zvieratá alebo rastliny medzi sebou bijú o svoj kúsok chleba.

2. Mutualizmus – taký vzťah, v ktorom každý z druhov dostáva určitý prospech. Jednoducho povedané, keď sa rastliny a / alebo zvieratá harmonicky dopĺňajú.

3. Komenzalizmus je forma symbiózy medzi organizmami rôznych druhov, v ktorej jeden z nich využíva obydlie alebo hostiteľský organizmus ako miesto osídlenia a môže jesť zvyšky jedla alebo produkty svojej životnej činnosti. Zároveň neprináša majiteľovi žiadnu škodu ani úžitok. Vo všeobecnosti malý nenápadný dodatok.

Biotické faktory (príklady):

Koexistencia rýb a koralových polypov, bičíkových prvokov a hmyzu, stromov a vtákov (napr. ďatľov), škorcov a nosorožcov.

Výkon

Napriek tomu, že biotické faktory môžu byť škodlivé pre zvieratá, rastliny a ľudí, sú z nich aj veľmi veľké výhody.

3. Abiotické faktory - vplyv neživej prírody na rôzne organizmy

Áno, aj neživá príroda zohráva dôležitú úlohu v životných procesoch zvierat, rastlín a ľudí. Azda najdôležitejším abiotickým faktorom je počasie.

Abiotické faktory: príklady

Abiotickými faktormi sú teplota, vlhkosť, osvetlenie, slanosť vody a pôdy, ako aj vzduchové prostredie a jeho plynové zloženie.

Výkon

Abiotické faktory môžu škodiť zvieratám, rastlinám a ľuďom, no napriek tomu im väčšinou prospievajú.

Výsledok

Jediný faktor, ktorý nikomu neprospieva, je antropogénny. Áno, ani to človeku neprináša nič dobré, hoci si je istý, že mení prírodu pre svoje dobro, a nemyslí na to, na čo sa toto „dobro“ pre neho a jeho potomkov o desať rokov zmení. Človek už úplne zničil mnoho druhov živočíchov a rastlín, ktoré mali svoje miesto vo svetovom ekosystéme. Biosféra Zeme je ako film, v ktorom nie sú žiadne vedľajšie úlohy, všetky sú hlavné. Teraz si predstavte, že niektoré z nich boli odstránené. Čo sa deje vo filme? V prírode je to tak: ak zmizne najmenšie zrnko piesku, veľká budova Života sa zrúti.

Prednáška č. 6

Biotické faktory

1. Pojem, typy biotických faktorov.

   Biotické faktory suchozemského a vodného prostredia, pôdy

   Biologicky aktívne látky živých organizmov

   Antropogénne faktory

Všeobecné vzorce interakcie medzi organizmami a environmentálnymi faktormi

1. Pojem limitujúci faktor. Liebigov zákon minima, Shelfordov zákon

   Špecifiká vplyvu antropogénnych faktorov na organizmus

   Klasifikácia organizmov vo vzťahu k faktorom prostredia

1. Biotické faktory

Nepriame interakcie spočívajú v tom, že niektoré organizmy tvoria prostredie vo vzťahu k iným a prioritu tu majú, samozrejme, fotosyntetické rastliny. Známa je napríklad lokálna a globálna environmentálna funkcia lesov, vrátane ich úlohy pri ochrane pôdy a polí a ochrane vôd. Priamo v podmienkach lesa sa vytvára svojrázna mikroklíma, ktorá závisí od morfologických vlastností stromov a umožňuje tu žiť špecifickým lesným živočíchom, bylinným rastlinám, machom a pod.. Podmienky perinových stepí predstavujú úplne iné režimy abiotických faktorov. V nádržiach a tokoch sú rastliny hlavným zdrojom takej dôležitej abiotickej zložky životného prostredia, akou je kyslík.

Rastliny zároveň slúžia ako priamy biotop pre iné organizmy. Napríklad v pletivách stromu (v dreve, lyku, kôre) sa vyvíja mnoho húb, ktorých plodnice (huby trsové) vidieť na povrchu kmeňa; vo vnútri listov, plodov, stoniek bylín a drevín žije množstvo hmyzu a iných bezstavovcov a dutiny stromov sú obvyklým biotopom mnohých cicavcov a vtákov. Pre mnohé druhy tajne žijúcich zvierat je miesto kŕmenia kombinované s biotopom.

Interakcie medzi živými organizmami v pozemských a vodné prostredie

Interakcie medzi živými organizmami (hlavne živočíchmi) sú klasifikované z hľadiska ich vzájomných reakcií.

Existujú homotypické (z gréčtiny. homos- identické) reakcie, t. j. interakcie medzi jednotlivcami a skupinami jednotlivcov toho istého druhu a heterotypické (z gr. heteros- rôzne, rôzne) - interakcie medzi zástupcami rôznych druhov. Medzi živočíchmi existujú druhy, ktoré sa môžu živiť len jedným druhom potravy (monofágy), viac či menej obmedzeným spektrom zdrojov potravy (úzke alebo široké oligofágy) alebo mnohými druhmi, pričom využívajú nielen rastlinné, ale aj živočíšne tkanivá. (polyfágy) na potravu. Medzi posledné patria napríklad mnohé vtáky, ktoré môžu jesť hmyz aj semená rastlín, alebo taký známy druh, ako je medveď, je od prírody dravec, ale ochotne jedáva bobule a med.

Najbežnejším typom heterotypických interakcií medzi zvieratami je predácia, to znamená priame prenasledovanie a požieranie niektorých druhov inými, napríklad hmyzu vtákmi, bylinožravých kopytníkov mäsožravými predátormi, malých rýb väčšími atď. medzi bezstavovcami - hmyz, pavúkovce, červy atď.

Medzi ďalšie formy interakcií medzi organizmami patrí známe opeľovanie rastlín živočíchmi (hmyzom); forézia, t.j. prenos jedného druhu na iný (napríklad semená rastlín vtákmi a cicavcami); komenzalizmus (komunita), keď sa niektoré organizmy živia zvyškami potravy alebo sekrétmi iných, ktorých príkladom sú hyeny a supy, ktoré požierajú zvyšky potravy od levov; synoikiu (kohabitácia), napríklad využívanie biotopov (nory, hniezda) inými zvieratami niektorými zvieratami; neutralizmus, teda vzájomná nezávislosť rôznych druhov žijúcich na spoločnom území.

Jedným z dôležitých typov interakcie medzi organizmami je konkurencia, ktorá je definovaná ako túžba dvoch druhov (alebo jedincov toho istého druhu) vlastniť rovnaký zdroj. Rozlišuje sa teda vnútrodruhová a medzidruhová konkurencia. Medzidruhová konkurencia sa okrem toho považuje za túžbu jedného druhu vytlačiť iný druh (konkurenta) z daného biotopu.

Skutočný dôkaz konkurencie v prirodzených (a nie experimentálnych) podmienkach sa však hľadá ťažko. Samozrejme, dvaja rôzni jedinci toho istého druhu sa môžu pokúsiť odobrať si kusy mäsa alebo inej potravy, ale takéto javy sa vysvetľujú odlišnou kvalitou samotných jedincov, ich odlišnou prispôsobivosťou na rovnaké faktory prostredia. Akýkoľvek druh organizmu nie je prispôsobený jednému faktoru, ale ich komplexu a požiadavky dvoch rôznych (aj blízkych) druhov sa nezhodujú. Preto bude jeden z nich vytlačený do prírodného prostredia nie kvôli konkurenčným ašpiráciám toho druhého, ale jednoducho preto, že je horšie prispôsobený iným faktorom Typickým príkladom je „súťaž“ o svetlo medzi ihličnatými a listnatými stromami. druhov v mladých porastoch.

Listnaté stromy (osika, breza) v raste predbiehajú borovicu alebo smrek, ale to nemožno považovať za konkurenciu medzi nimi: prvé z nich sú jednoducho lepšie prispôsobené podmienkam čistiniek a spálených plôch ako druhé. Dlhodobá práca na ničení listnatých „burín“ pomocou herbicídov a arboricídov (chemické prípravky na ničenie bylinných a krovitých rastlín) spravidla neviedla k „víťazstvu“ ihličnanov, pretože nielen presvetlenie, ale aj mnohé ďalšie faktory (ako biotické a abiotické) nespĺňali ich požiadavky.

Všetky tieto okolnosti musí človek brať do úvahy pri obhospodarovaní voľne žijúcich živočíchov, pri využívaní živočíchov a rastlín, teda pri rybolove alebo pri vykonávaní takých hospodárskych činností, ako je ochrana rastlín v poľnohospodárstve.

Pôdne biotické faktory

Ako bolo uvedené vyššie, pôda je bioinertné teleso. Živé organizmy zohrávajú dôležitú úlohu v procesoch jeho vzniku a fungovania. Patria sem v prvom rade zelené rastliny, ktoré z pôdy extrahujú výživné chemikálie a vracajú ich späť spolu s odumierajúcimi tkanivami.

V procesoch tvorby pôdy však rozhodujúcu úlohu zohrávajú živé organizmy obývajúce pôdu (pedobionty): mikróby, bezstavovce atď. Mikroorganizmy zohrávajú vedúcu úlohu pri premene chemických zlúčenín, migrácii chemických prvkov a rastlín. výživa.

Primárnu deštrukciu mŕtvej organickej hmoty vykonávajú bezstavovce (červy, mäkkýše, hmyz atď.) V procese kŕmenia a vylučovania produktov trávenia do pôdy. Fotosyntetickú fixáciu uhlíka v pôde vykonávajú v niektorých typoch pôdy mikroskopické zelené a modrozelené riasy.

Pôdne mikroorganizmy vykonávajú hlavnú deštrukciu minerálov a vedú k tvorbe organických a minerálnych kyselín, zásad, vylučujú enzýmy, ktoré syntetizujú, polysacharidy, fenolové zlúčeniny.

Najdôležitejším článkom v biogeochemickom cykle dusíka je fixácia dusíka, ktorú vykonávajú baktérie viažuce dusík. Je známe, že celková produkcia fixácie dusíka mikróbmi je 160-170 miliónov ton/rok. Malo by sa tiež spomenúť, že fixácia dusíka je spravidla symbiotická (spolu s rastlinami) vykonávaná uzlíkovými baktériami umiestnenými na koreňoch rastlín.

Biologicky aktívne látky živých organizmov

Medzi environmentálne faktory biotického charakteru patria chemické zlúčeniny, ktoré aktívne produkujú živé organizmy. Ide najmä o fytoncídy – prevažne prchavé látky tvorené organizmami rastlinami, ktoré zabíjajú mikroorganizmy alebo brzdia ich rast. Patria sem glykozidy, terpenoidy, fenoly, triesloviny a mnohé ďalšie látky. Napríklad 1 hektár listnatého lesa emituje asi 2 kg prchavých látok za deň, ihličnaté - do 5 kg, borievky - asi 30 kg. Ovzdušie lesných ekosystémov má preto najdôležitejšiu sanitárnu a hygienickú hodnotu, zabíja mikroorganizmy, ktoré spôsobujú nebezpečné choroby človeka. Pre rastlinu plnia fytoncídy funkciu ochrany pred bakteriálnymi, plesňovými infekciami a prvokmi. Rastliny sú schopné produkovať ochranné látky ako odpoveď na ich infekciu patogénnymi hubami.

Prchavé látky niektorých rastlín môžu slúžiť ako prostriedok na vytlačenie iných rastlín. Vzájomné ovplyvňovanie rastlín uvoľňovaním fyziologicky aktívnych látok do prostredia sa nazýva alelopatia (z gr. alelon- vzájomne pátos- utrpenie).

Organické látky tvorené mikroorganizmami, ktoré majú schopnosť zabíjať mikróby (alebo brániť ich rastu) sa nazývajú antibiotiká; typickým príkladom je penicilín. K antibiotikám patria aj antibakteriálne látky obsiahnuté v rastlinných a živočíšnych bunkách.

Nebezpečné alkaloidy, ktoré majú toxický a psychotropný účinok, sa nachádzajú v mnohých hubách a vyšších rastlinách. Najsilnejšia bolesť hlavy, nevoľnosť až strata vedomia sa môže vyskytnúť v dôsledku dlhodobého pobytu človeka v divokom rozmarínovom močiari.

Stavovce a bezstavovce majú schopnosť produkovať a vylučovať desivé, priťahujúce, signalizačné a zabíjajúce látky. Medzi nimi je veľa pavúkovcov (škorpión, karakurt, tarantula atď.), Plazy. Človek vo veľkej miere využíva jedy zvierat a rastlín na liečebné účely.

Spoločným vývojom živočíchov a rastlín sa v nich vyvinuli najzložitejšie informačno-chemické vzťahy. Uveďme len jeden príklad: mnoho hmyzu rozlišuje svoje druhy potravy podľa čuchu, najmä podkôrny hmyz priletí len na odumierajúci strom, ktorý pozná podľa zloženia prchavých živicových terpénov.

Antropogénne faktory prostredia

Celá história vedecko-technického pokroku je kombináciou premeny prírodných environmentálnych faktorov človeka pre jeho vlastné účely a vytvárania nových, ktoré predtým v prírode neexistovali.

Tavenie kovov z rúd a výroba zariadení nie sú možné bez vytvárania vysokých teplôt, tlakov a silných elektromagnetických polí. Získanie a udržanie vysokých úrod poľnohospodárskych plodín si vyžaduje výrobu hnojív a prostriedkov chemickej ochrany rastlín pred škodcami a patogénmi. Moderná zdravotná starostlivosť je nemysliteľná bez chemoterapie a fyzioterapie. Tieto príklady možno znásobiť.

Výdobytky vedecko-technického pokroku sa začali využívať na politické a ekonomické účely, čo sa mimoriadne prejavilo vo vytváraní špeciálnych environmentálnych faktorov ovplyvňujúcich človeka a jeho majetok: od strelných zbraní až po prostriedky hromadného fyzikálneho, chemického a biologického vplyvu. V tomto prípade môžeme priamo hovoriť o súhrne antropotropných (tj zameraných na ľudské telo) a najmä antropocídnych faktorov prostredia, ktoré spôsobujú znečistenie životného prostredia.

Na druhej strane, okrem takýchto účelových faktorov sa v procese ťažby a spracovania prírodných zdrojov nevyhnutne vytvárajú vedľajšie chemické zlúčeniny a zóny vysokej úrovne fyzikálnych faktorov. V niektorých prípadoch môžu mať tieto procesy kŕčovitý charakter (v podmienkach nehôd a katastrof) s vážnymi environmentálnymi a materiálnymi dôsledkami. Preto bolo potrebné vytvoriť metódy a prostriedky ochrany človeka pred nebezpečnými a škodlivými faktormi, čo sa v súčasnosti realizuje vo vyššie uvedenom systéme - bezpečnosť života.

V zjednodušenej forme je orientačná klasifikácia antropogénnych faktorov prostredia uvedená na obr. jeden.

Ryža. 1. Klasifikácia antropogénnych faktorov prostredia

2. Všeobecné vzorce interakcie medzi organizmami a faktormi prostredia

Každý faktor prostredia je dynamický, premenlivý v čase a priestore.

Teplá sezóna so správnou periodicitou je nahradená chladom; počas dňa sa pozorujú viac či menej široké výkyvy teplôt, osvetlenia, vlhkosti, sily vetra atď.. To všetko je prirodzené, kolísanie faktorov prostredia, ale človek ich vie aj ovplyvniť. Vplyv antropogénnej činnosti na životné prostredie sa vo všeobecnosti prejavuje v zmene režimov (absolútnych hodnôt a dynamiky) environmentálnych faktorov, ako aj v zložení faktorov, napríklad pri zavádzaní xenobiotík do prírody. systémy počas výroby alebo špeciálnych akcií, ako je ochrana rastlín pomocou pesticídov alebo aplikácia organických a minerálnych hnojív do pôdy.

Každý živý organizmus však vyžaduje prísne definované úrovne, množstvá (dávky) faktorov prostredia, ako aj určité hranice ich kolísania. Ak režimy všetkých faktorov prostredia zodpovedajú dedične fixným požiadavkám organizmu (t.j. jeho genotypu), potom je schopný prežiť a produkovať životaschopné potomstvo. Požiadavky a odolnosť jedného alebo druhého typu organizmu voči environmentálnym faktorom určujú hranice geografického pásma, v ktorom môže žiť, t.j. jeho rozsah. Faktory životné prostredie určujú aj amplitúdu kolísania počtu toho či onoho druhu v čase a priestore, ktorá nikdy nezostáva konštantná, ale mení sa vo viac či menej širokých medziach.

Zákon limitujúceho faktora

Živý organizmus v prirodzených podmienkach je súčasne vystavený nie jednému, ale mnohým environmentálnym faktorom - biotickým aj abiotickým, pričom každý faktor telo vyžaduje v určitých množstvách alebo dávkach. Rastliny potrebujú značné množstvo vlahy, živín (dusík, fosfor, draslík), ale iné látky, ako je bór alebo molybdén, sú potrebné v zanedbateľnom množstve. Napriek tomu nedostatok alebo neprítomnosť akejkoľvek látky (makro aj mikroelementov) nepriaznivo ovplyvňuje stav tela, aj keď sú všetky ostatné prítomné v požadovaných množstvách. Jeden zo zakladateľov poľnohospodárskej chémie, nemecký vedec Justus Liebig (1803-1873), sformuloval teóriu minerálnej výživy rastlín. Zistil, že vývoj rastliny alebo jej stav nezávisí od tých chemických prvkov (či látok), teda od faktorov, ktoré sú v pôde prítomné v dostatočnom množstve, ale od tých, ktorých nestačí. Napríklad obsah dusíka alebo fosforu dostatočný pre rastlinu v pôde nemôže kompenzovať nedostatok železa, bóru alebo draslíka. Ak je niektorá (aspoň jedna) zo živín v pôde menej, ako potrebuje daná rastlina, potom sa bude vyvíjať abnormálne, pomaly alebo má patologické odchýlky. Yu Liebig sformuloval výsledky svojho výskumu vo forme základného zákon minima.

Látka prítomná v minime riadi výťažnosť, určuje jej veľkosť a stabilitu v čase.

Samozrejme, že zákon minima neplatí len pre rastliny, ale aj pre všetky živé organizmy vrátane človeka. Je známe, že v niektorých prípadoch treba nedostatok akýchkoľvek prvkov v tele kompenzovať užívaním minerálnej vody alebo vitamínov.

Niektorí vedci vyvodzujú ďalší dôsledok zo zákona minima, podľa ktorého je organizmus schopný do určitej miery nahradiť jednu nedostatočnú látku druhou, teda kompenzovať nedostatok jedného faktora prítomnosťou iného – funkčne alebo fyzicky blízko. Tieto možnosti sú však veľmi obmedzené.

Je napríklad známe, že materské mlieko pre dojčatá možno nahradiť umelými zmesami, ale umelé deti, ktoré v prvých hodinách života nedostávali materské mlieko, spravidla trpia diatézou, prejavujúcou sa sklonom k ​​kožným vyrážkam. , zápaly dýchacích ciest a pod.

Liebigov zákon je jedným zo základných zákonov ekológie.

Začiatkom 20. storočia však americký vedec V. Shelford ukázal, že látka (alebo akýkoľvek iný faktor) prítomná nielen v minime, ale aj v nadbytku v porovnaní s hladinou požadovanou organizmom, môže viesť k nežiaducim následky pre telo.

Napríklad aj nepatrná odchýlka obsahu ortuti v tele (v princípe neškodný prvok) od určitej normy vedie k závažným funkčným poruchám (známa „Minamatova choroba“). Nedostatok vlhkosti v pôde spôsobuje, že živiny v nej sú pre rastlinu zbytočné, ale nadmerná vlhkosť vedie k podobným dôsledkom, napríklad „dusenie“ koreňov, okyslenie pôdy a výskyt anaeróbnych procesov. Mnohé mikroorganizmy, vrátane tých, ktoré sa používajú v biologických čistiarňach odpadových vôd, sú veľmi citlivé na limity obsahu voľných vodíkových iónov, teda na kyslosť prostredia (pH).

Poďme analyzovať, čo sa deje s organizmom v podmienkach dynamiky režimu jedného alebo druhého ekologického faktora. Ak do pokusnej komory umiestnite akékoľvek zviera alebo rastlinu a zmeníte v nej teplotu vzduchu, tak sa zmení stav (všetky životné procesy) organizmu. V tomto prípade sa ukáže nejaká najlepšia (optimálna) hladina tohto faktora (Topt) pre organizmus. pri ktorej bude jeho aktivita (A) maximálna (obr. 2.). Ale ak sa faktorové režimy odchýlia od optima na jednej alebo druhej (väčšej alebo menšej) strane, aktivita sa zníži. Pri dosiahnutí určitého maxima resp minimálna hodnota faktor sa stane nezlučiteľným so životnými procesmi. V tele nastanú zmeny, ktoré spôsobia jeho smrť. Tieto úrovne budú teda smrteľné alebo smrteľné (Tlet a T'let).

Teoreticky podobné, aj keď nie absolútne podobné výsledky možno získať pri pokusoch so zmenou iných faktorov: vlhkosť vzduchu, obsah rôznych solí vo vode, kyslosť prostredia atď. (pozri obr. 2, b). Čím väčšia je amplitúda fluktuácií faktora, pri ktorej môže organizmus zostať životaschopný, tým vyššia je jeho stabilita, t. j. tolerancia voči jednému alebo druhému faktoru (z lat. tolerancie- trpezlivosť).

Ryža. 2. Vplyv environmentálneho faktora na organizmus

Preto sa slovo „tolerantný“ prekladá ako stabilný, tolerantný a toleranciu možno definovať ako schopnosť organizmu odolávať odchýlkam faktorov prostredia od hodnôt, ktoré sú optimálne pre jeho životnú aktivitu.

Zo všetkého vyššie uvedeného vyplýva W. Shelfordov zákon, alebo tzv zákon tolerancie.

Každý živý organizmus má určitú, evolučne zdedenú hornú a dolnú hranicu odolnosti (tolerancie) voči akémukoľvek faktoru prostredia.

V tejto formulácii možno zákon znázorniť upravenou krivkou (obr. 2, b), kde na vodorovnej osi nie je teplota, ale rôzne iné faktory, fyzikálne aj chemické. Pre organizmus je dôležitý nielen rozsah zmeny faktora, ale aj rýchlosť, akou sa faktor mení. Sú známe experimenty, kedy pri prudkom poklese teploty vzduchu z +15 na -20°C uhynuli húsenice niektorých motýľov a pri pomalom, postupnom ochladzovaní sa dokázali vrátiť k životu po oveľa nižších teplotách. Zákon je formulovaný tak, že je platný pre akýkoľvek faktor životného prostredia. Vo všeobecnosti je to pravda. Ale sú možné aj výnimky, kedy nemusí byť horná alebo dolná hranica stability. Konkrétny príklad takejto výnimky zvážime nižšie.

Zákon tolerancie má však aj iný výklad. Zákon tolerancie je spojený s rozšírenými predstavami v ekológii o limitujúcich faktoroch. Neexistuje jednotný výklad tohto pojmu a rôzni ekológovia mu vkladajú úplne odlišné významy.

Predpokladá sa napríklad, že faktor prostredia zohráva úlohu obmedzujúceho faktora, ak chýba alebo je nad alebo pod kritickou úrovňou (Dajo, 1975, s. 22); iná interpretácia je taká, že limitujúci faktor je taký, ktorý stanovuje limity pre akýkoľvek proces, jav alebo existenciu organizmu (Reimers, 1990, s. 544); rovnaký koncept sa používa v súvislosti so zdrojmi, ktoré obmedzujú rast populácie a môžu vytvárať základ pre konkurenciu (Riklefs, 1979, s. 255). Podľa Oduma (1975, s. 145) je limitujúcim faktorom každý stav, ktorý sa približuje alebo prekračuje hranice tolerancie. Takže pre anaeróbne organizmy sa kyslík považuje za limitujúci faktor, pre fytoplanktón vo vode - fosfor atď.

Čo sa vlastne pod týmto slovným spojením myslí? Odpoveď na túto otázku je mimoriadne dôležitá z hľadiska aplikácií a súvisí so znečistením životného prostredia. Vráťme sa k obr. 2, a. Ako vidíte, rozsah medzi Tlet a T'let predstavuje limity prežitia, po ktorých nastáva smrť. Zároveň je skutočný rozsah odolnosti organizmu oveľa užší. Ak sa v experimente režim faktora odchýli od Topt, vitálny stav organizmu (A) sa zníži a pri určitých horných alebo nižších hodnotách faktora nastanú v experimentálnom organizme nezvratné patologické zmeny. Telo sa dostane do depresívneho, pesimálneho stavu. Aj keď zastavíte experiment a vrátite faktor do optima, telo nebude schopné úplne obnoviť svoj stav (zdravie), aj keď to neznamená, že definitívne zomrie. Podobné situácie sú v medicíne dobre známe: keď sú ľudia počas pracovnej praxe vystavení škodlivým chemikáliám, hluku, vibráciám atď., vznikajú u nich choroby z povolania. Pred tým, ako faktor smrteľne zasiahne organizmus, môže obmedzovať jeho vitálny stav.

Každý dynamický faktor prostredia v čase a priestore (fyzikálny, chemický, biologický) môže byť v závislosti od jeho veľkosti smrteľný aj limitujúci. To dáva dôvod sformulovať nasledujúci postulát, ktorý má význam zákona.

Akýkoľvek prvok prostredia môže pôsobiť ako limitujúci faktor prostredia, ak jeho hladina spôsobí v organizme nezvratné patologické zmeny a prevedie ho (organizmus) do nezvratne pesimálneho stavu, z ktorého organizmus nie je schopný vyjsť, aj keď hladina tento faktor sa vracia do optima.

Tento postulát priamo súvisí so sanitárnou ochranou životného prostredia a so sanitárnou a hygienickou reguláciou chemických zlúčenín v ovzduší, pôde, vode a potravinách.

Na obr. 2 a hodnoty faktora, nad ktorými sa stane limitujúcim, sú označené Tlim a T'lim.

V skutočnosti možno zákon limitujúceho faktora považovať za špeciálny prípad všeobecnejšieho zákona - zákona tolerancie a možno mu dať nasledujúcu aplikovanú formuláciu.

Každý živý organizmus má horné a dolné prahy (limity) odolnosti voči akémukoľvek faktoru prostredia, po prekročení ktorých tento faktor spôsobuje nezvratné, pretrvávajúce funkčné odchýlky v organizme v určitých orgánoch a fyziologických (biochemických) procesoch bez toho, aby priamo viedli k smrti.

Zákonitosti uvažované a znázornené na obrázku 2 a, b predstavujú všeobecnú teóriu. Údaje získané v reálnom experimente však spravidla neumožňujú zostrojiť také ideálne symetrické krivky: skutočné miery zhoršenia vitálneho stavu organizmu, keď sa hladina faktora odchyľuje od optima v jednom smere, resp. iné nie sú rovnaké.

Organizmus môže byť odolnejší napríklad voči nízkym teplotám alebo hladinám iných faktorov, ale menej odolný voči vysokým, ako je znázornené na obr. 3. V súlade s tým budú pesimálne časti kriviek tolerancie viac-menej "strmé". Takže pre teplomilné organizmy môže mať aj mierne zníženie teploty prostredia nepriaznivé (a nezvratné) dôsledky pre ich stav, zatiaľ čo zvýšenie teploty bude mať pomalý, postupný účinok.

Uvedené platí nielen pre teplotu prostredia, ale aj pre iné faktory, ako je obsah určitých chemikálií vo vode, tlak, vlhkosť atď. faktory v rôznych štádiách ontogenézy môžu byť odlišné.

Vyskúšajte kumulatívny účinok rôznych podmienok. Abiotické faktory, biotické faktory a antropogénne faktory ovplyvňujú vlastnosti ich života a adaptácie.

Aké sú environmentálne faktory?

Všetky podmienky neživej prírody sa nazývajú abiotické faktory. Ide napríklad o množstvo slnečného žiarenia alebo vlhkosť. Biotické faktory zahŕňajú všetky typy interakcií medzi živými organizmami. V posledných rokoch má ľudská činnosť čoraz väčší vplyv na živé organizmy. Tento faktor je antropogénny.

Abiotické faktory prostredia

Pôsobenie neživých faktorov závisí od klimatické podmienky biotop. Jedným z nich je slnečné svetlo. Intenzita fotosyntézy, a teda saturácia vzduchu kyslíkom, závisí od jeho množstva. Práve túto látku potrebujú živé organizmy na dýchanie.

K abiotickým faktorom patrí aj teplota a vlhkosť vzduchu. Od nich závisí najmä druhová rozmanitosť a vegetačné obdobie rastlín životný cyklus zvierat. Živé organizmy sa týmto faktorom prispôsobujú rôznymi spôsobmi. Napríklad väčšina krytosemenných rastlín zhadzuje na zimu listy, aby sa vyhli nadmernej strate vlhkosti. Púštne rastliny majú ktorá dosahuje značné hĺbky. To im poskytuje potrebné množstvo vlhkosti. Prvosienky stihnú vyrásť a rozkvitnúť za pár jarných týždňov. A obdobie suchého leta a studenej zimy s malým množstvom snehu zažívajú pod zemou v podobe cibule. Táto podzemná úprava výhonku akumuluje dostatočné množstvo vody a živín.

Abiotické faktory prostredia zahŕňajú aj vplyv lokálnych faktorov na živé organizmy. Patrí medzi ne charakter reliéfu, chemické zloženie a nasýtenosť pôd humusom, úroveň slanosti vody, charakter morských prúdov, smer a rýchlosť vetra a smer žiarenia. Ich vplyv sa prejavuje priamo aj nepriamo. Povaha reliéfu teda určuje vplyv vetra, vlhkosti a osvetlenia.

Vplyv abiotických faktorov

Faktory neživej prírody majú odlišný charakter vplyvu na živé organizmy. Monodominantný je vplyv jedného prevládajúceho vplyvu s miernym prejavom zvyšku. Napríklad, ak v pôde nie je dostatok dusíka, koreňový systém sa vyvíja na nedostatočnej úrovni a ostatné prvky nemôžu ovplyvniť jeho vývoj.

Posilnenie pôsobenia viacerých faktorov súčasne je prejavom synergie. Ak je teda v pôde dostatok vlahy, rastliny začnú lepšie absorbovať dusík aj slnečné žiarenie. Abiotické faktory, biotické faktory a antropogénne faktory môžu byť provokatívne. So skorým začiatkom topenia budú rastliny s najväčšou pravdepodobnosťou trpieť mrazom.

Vlastnosti pôsobenia biotických faktorov

Biotické faktory zahŕňajú rôzne formy vzájomného ovplyvňovania živých organizmov. Môžu byť tiež priame a nepriame a vyzerajú dosť polárne. V niektorých prípadoch organizmy nemajú žiadny účinok. Ide o typický prejav neutralizmu. Toto vzácna vec zvážiť iba v prípade úplnej absencie priamej interakcie organizmov medzi sebou. Veveričky a losy, ktoré žijú v spoločnej biogeocenóze, nijako neinteragujú. Ovplyvňuje ich však všeobecný kvantitatívny pomer v biologickom systéme.

Príklady biotických faktorov

Biotickým faktorom je aj komenzalizmus. Napríklad, keď jelene nosia plody lopúcha, nemajú z toho žiaden úžitok ani škodu. Zároveň prinášajú významné výhody, usadzujú mnohé druhy rastlín.

Medzi organizmami často vznikajú a Ich príkladmi sú vzájomnosť a symbióza. V prvom prípade ide o obojstranne výhodné spolužitie organizmov rôznych druhov. Typickým príkladom mutualizmu je krab pustovník a sasanka. Jeho dravý kvet je spoľahlivou obranou článkonožca. A škrupina morskej sasanky sa používa ako obydlie.

Užším obojstranne výhodným spolužitím je symbióza. Jeho klasickým príkladom sú lišajníky. Táto skupina organizmov je súborom vlákien húb a buniek modrozelených rias.

Biotické faktory, ktorých príklady sme uvažovali, možno doplniť predáciou. Pri tomto type interakcie sú organizmy jedného druhu potravou pre ostatné. V jednom prípade dravce útočia, zabíjajú a jedia svoju korisť. V inom sa zaoberajú hľadaním organizmov určitých druhov.

Pôsobenie antropogénnych faktorov

Abiotické faktory, biotické faktory dlho boli jediné, ktoré ovplyvňujú živé organizmy. S rozvojom ľudskej spoločnosti však jeho vplyv na prírodu stále viac narastal. Slávny vedec V. I. Vernadskij dokonca vyčlenil samostatnú škrupinu vytvorenú ľudskou činnosťou, ktorú nazval Noosféra. Odlesňovanie, neobmedzené rozorávanie pôdy, vyhladzovanie mnohých druhov rastlín a živočíchov, nerozumné obhospodarovanie prírody sú hlavné faktory, ktoré menia prostredie.

Habitat a jeho faktory

Biotické faktory, ktorých príklady boli uvedené, spolu s inými skupinami a formami vplyvov, majú svoj vlastný význam v rôznych biotopoch. Životná aktivita organizmov zem-vzduch do značnej miery závisí od kolísania teploty vzduchu. A vo vode ten istý ukazovateľ nie je taký dôležitý. Akcia antropogénny faktor v tento moment má osobitný význam vo všetkých biotopoch iných živých organizmov.

a adaptácia organizmov

Samostatnú skupinu možno identifikovať faktory, ktoré obmedzujú životnú aktivitu organizmov. Nazývajú sa obmedzujúce alebo obmedzujúce. Pre listnaté rastliny patrí medzi abiotické faktory množstvo slnečného žiarenia a vlhkosť. Sú obmedzujúce. Vo vodnom prostredí je limitujúca úroveň jeho slanosti a chemického zloženia. Takže globálne otepľovanie vedie k topeniu ľadovcov. To zase znamená zvýšenie obsahu sladkej vody a zníženie jej slanosti. V dôsledku toho rastlinné a živočíšne organizmy, ktoré sa nedokážu prispôsobiť zmenám tohto faktora a adaptovať sa, nevyhnutne zomierajú. V súčasnosti je globálny environmentálny problémľudskosť.

Abiotické faktory, biotické faktory a antropogénne faktory teda spoločne pôsobia na rôzne skupiny živých organizmov v biotopoch, regulujú ich počet a životné procesy, menia druhovú bohatosť planéty.

BIOTICKÉ FAKTORY

Názov parametra	Význam
Predmet článku:	BIOTICKÉ FAKTORY
Rubrika (tematická kategória)	Biológia

Cieľom je študovať typy interakcií a vzťahov medzi organizmami. Uveďte definíciu zoogénnych, fytogénnych a antropogénnych faktorov.

Biotické faktory sú súborom vplyvov životnej činnosti niektorých organizmov na iné. Medzi nimi sa zvyčajne rozlišujú:

Vplyv živočíšnych organizmov (zoogénne faktory),

Vplyv rastlinných organizmov (fytogénne faktory),

Vplyv človeka (antropogénne faktory).

Pôsobenie biotických faktorov možno považovať za ich pôsobenie na životné prostredie, na jednotlivé organizmy obývajúce toto prostredie alebo pôsobenie týchto faktorov na celé spoločenstvá.

Existujú dva typy interakcie medzi organizmami:

Interakcia medzi jedincami toho istého druhu je vnútrodruhová súťaž;

Vzťahy medzi jednotlivcami rôznych druhov. Vplyv ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ na seba medzi dvoma druhmi žijúcimi spolu musí byť neutrálny, priaznivý alebo nepriaznivý.

Typy vzťahov:

1) obojstranne výhodné (protokoperácia, symbióza, vzájomnosť);

2) užitočná-neutrálna (komenzalizmus - kocovina, spoločnosť, ubytovanie);

4) vzájomne škodlivé (medzidruhové, konkurenčné, vnútrodruhové).

Neutralizmus - oba druhy sú nezávislé a nemajú na seba žiadny vplyv;

-
konkurencia – každý z druhov má nepriaznivý vplyv na ostatné druhy. Druhy súťažia o potravu, prístrešie, kladenie vajíčok atď. Oba druhy sa nazývajú konkurenčné;

Mutualizmus je symbiotický vzťah, kde si oba spolubývajúce druhy navzájom prospievajú;

Spolupráca – oba druhy tvoria spoločenstvo. Nie je to povinné, keďže každý druh môže existovať oddelene, izolovane, ale život v komunite prospieva obom;

Komenzalizmus - vzťahy druhov, v ktorých jeden z partnerov má prospech bez toho, aby ubližoval druhému;

Amensalizmus je typ medzidruhového vzťahu, v ktorom v zdieľanom biotope jeden druh potláča existenciu iného druhu bez toho, aby zažil opozíciu;

Predácia je typ vzťahu, v ktorom zástupcovia jedného druhu jedia (ničia) zástupcov druhého, ᴛ.ᴇ. organizmy rovnakého druhu slúžia ako potrava pre priateľov CSO

Medzi vzájomne prospešnými vzťahmi medzi druhmi (populáciami) sa okrem vzájomnosti rozlišuje symbióza a protokooperácia.

Protokooperácia je jednoduchý typ symbiotického vzťahu. V tejto forme je koexistencia výhodná pre oba druhy, ale nie nevyhnutne pre ne, ᴛ.ᴇ. je nevyhnutnou podmienkou prežitia druhov (populácií).

V rámci komenzalizmu sa ako užitočno-neutrálne vzťahy vyčleňujú parazitizmus, spolupatričnosť a ubytovanie.

Freeloading – konzumácia zvyškov potravy hostiteľa, napríklad vzťah žralokov k lepkavým rybám.

Spoločnosť je spotreba rôznych látok alebo ich častí z toho istého zdroja. Napríklad vzťah medzi rôznymi druhmi pôdnych baktérií-saprofytov, ktoré spracovávajú rôzne organickej hmoty z rozpadnutých rastlinných zvyškov a vyšších rastlín, ktoré spotrebúvajú výsledné minerálne soli.

Ubytovanie - využitie niektorými druhmi iných (ich tiel alebo ich obydlia) ako úkryt alebo obydlie.

1. Zoogénne faktory

Živé organizmy žijú obklopené mnohými inými, vstupujú s nimi do rôznych vzťahov s negatívnymi aj pozitívnymi dôsledkami pre nich samotných a v konečnom dôsledku bez tohto životného prostredia nemôžu existovať. Komunikácia s inými organizmami je mimoriadne dôležitou podmienkou výživy a rozmnožovania, možnosti ochrany, zmiernenia nepriaznivých podmienok prostredia a na druhej strane nebezpečenstva poškodenia a často aj priameho ohrozenia existencie jedinca. Bezprostredné životné prostredie organizmu tvorí jeho biotické prostredie. Každý druh je schopný existovať len v takom biotickom prostredí, kde spojenie s inými organizmami poskytuje normálne podmienky pre jeho život. Z toho vyplýva, že rôznorodé živé organizmy sa na našej planéte nenachádzajú v akejkoľvek kombinácii, ale tvoria určité spoločenstvá, medzi ktoré patria druhy prispôsobené na spolužitie.

Interakcie medzi jedincami rovnakého druhu sa prejavujú vnútrodruhovou konkurenciou.

Vnútrodruhová súťaž. Pri vnútrodruhovej konkurencii medzi jednotlivcami sa zachovávajú vzťahy, v ktorých sa nachádzajú

schopné sa rozmnožovať a zabezpečiť prenos svojich vrodených dedičných vlastností.

Vnútrodruhová konkurencia sa prejavuje v teritoriálnom správaní, keď si napríklad zver bráni svoje hniezdisko alebo určité územie vo svojom okolí. Takže v období rozmnožovania vtákov samec chráni určité územie, na ktoré okrem svojej samice nepustí ani jedného jedinca svojho druhu. Rovnaký obraz možno pozorovať u mnohých rýb (napríklad lipne).

Prejavom vnútrodruhovej konkurencie je existencia sociálnej hierarchie u zvierat, ktorá sa vyznačuje výskytom dominantných a podriadených jedincov v populácii. Napríklad u májového chrobáka potláčajú trojročné larvy jedno- a dvojročné larvy. To je dôvod, prečo sa výskyt dospelých chrobákov pozoruje len raz za tri roky, zatiaľ čo u iného hmyzu (napríklad klikatec siaty) je trvanie larválneho štádia tiež tri roky a výskyt dospelých jedincov sa vyskytuje každoročne v dôsledku nedostatok konkurencie medzi larvami.

Konkurencia medzi jedincami rovnakého druhu o potravu sa zintenzívňuje so zvyšujúcou sa hustotou populácie. V niektorých prípadoch môže vnútrodruhová konkurencia viesť k diferenciácii druhu, k jeho rozpadu na niekoľko populácií zaberajúcich rôzne územia.

Pri neutralizme nie sú jednotlivci navzájom priamo príbuzní a ich spolužitie na tom istom území pre nich nemá ani pozitívne, ani negatívne dôsledky, ale závisí od stavu komunity ako celku. Takže losy a veveričky žijúce v tom istom lese sa prakticky navzájom nekontaktujú. Vzťahy typu neutralizmu sa rozvíjajú v druhovo bohatých spoločenstvách.

Medzidruhová konkurencia je aktívne vyhľadávanie dvoch alebo viacerých druhov rovnakých potravinových zdrojov, biotopu. Konkurenčné vzťahy spravidla vznikajú medzi druhmi s podobnými ekologickými požiadavkami.

Súťažné vzťahy sú veľmi odlišné – od priameho fyzického boja až po pokojné spolužitie.

Konkurencia je jedným z dôvodov, prečo dva druhy, ktoré sa mierne líšia v špecifikách výživy, správania, životného štýlu atď., len zriedka žijú v rovnakom spoločenstve. Tu má súťaž charakter priameho nepriateľstva. Najväčšia konkurencia s nezamýšľanými dôsledkami nastáva, keď ľudia zavádzajú druhy zvierat do spoločenstiev bez ohľadu na už vytvorené vzťahy.

Predátor spravidla najprv chytí korisť, zabije ju a potom ju zje. Na to má špeciálne prístroje.

Obete tiež historicky vyvinuli ochranné vlastnosti vo forme anatomických, morfologických, fyziologických, biochemických

znaky, napríklad výrastky tela, hroty, ostne, lastúry, ochranné sfarbenie, jedovaté žľazy, schopnosť rýchlo sa ukryť, zavŕtať sa do voľnej pôdy, postaviť si úkryty neprístupné predátorom, uchýliť sa k signalizácii nebezpečenstva. V dôsledku takýchto vzájomných prispôsobovaní sa vytvárajú určité skupiny organizmov vo forme špecializovaných predátorov a špecializovanej koristi. Hlavnou potravou rysa sú teda zajace a vlk je typickým polyfágnym predátorom.

Komenzalizmus. Vzťahy, v ktorých jeden z partnerov profituje bez toho, aby poškodzoval druhého, ako už bolo uvedené, sa nazývajú komenzalizmus. Komenzalizmus, založený na konzumácii zvyškov potravy hostiteľov, sa nazýva aj parazitizmus. Takými sú napríklad vzťahy medzi levmi a hyenami, zbieranie zvyškov napoly zjedenej potravy alebo žraloky s lepkavými rybami.

Jasný príklad komenzalizmu poskytujú niektoré mreny, ktoré sa prichytávajú na kožu veľryby. Οʜᴎ zároveň získajú výhodu – rýchlejší pohyb a veľrybe nespôsobí takmer žiadne nepríjemnosti. Vo všeobecnosti partneri nemajú žiadne spoločné záujmy a každý z nich dokonale existuje sám o sebe. Takéto spojenectvá zároveň zvyčajne uľahčujú jednému z účastníkov presun alebo získanie jedla, hľadanie úkrytu atď.

2. Fytogénne faktory

Hlavné formy vzťahov medzi rastlinami:

2. Nepriame transbiotické (prostredníctvom zvierat a mikroorganizmov).

3. Nepriame transabiotické (okolotvorné vplyvy, konkurencia, alelopatia).

Priame (kontaktné) interakcie medzi rastlinami. Príkladom mechanickej interakcie je poškodenie smreka a borovice v zmiešané lesy zo zametania brezy.

k substrátovej rastline, ale nezávisle existujú ako autotrofné organizmy.

Charakteristickým príkladom úzkej symbiózy, čiže vzájomnosti medzi rastlinami, je spolužitie rias a húb, ktoré tvoria zvláštny celistvý organizmus – lišajník.

Ďalším príkladom symbiózy je spolužitie vyšších rastlín s baktériami, takzvaná bakteriotrofia. Symbióza s nodulickými baktériami - fixátormi dusíka je rozšírená medzi strukovinami (93 % skúmaných druhov) a mimózou (87 %).

Dochádza k symbióze mycélia huby s koreňom vyššej rastliny, prípadne k tvorbe mykorízy. Takéto rastliny sa nazývajú mykotrofné alebo mykotrofné. Hýfy huby, ktoré sa usadzujú na koreňoch rastliny, poskytujú vyššej rastline obrovskú saciu schopnosť. Povrch kontaktu medzi koreňovými bunkami a hýfami pri ektotrofnej mykoríze je 10–14-krát väčší ako povrch kontaktu s pôdou buniek holých koreňov, zatiaľ čo sacia plocha koreňa v dôsledku koreňových vláskov zväčšuje povrch koreňa iba 2–5 krát. Z 3425 u nás študovaných druhov cievnatých rastlín bola mykoríza zistená v 79 %.

Fúzia koreňov blízko rastúcich stromov (rovnakého druhu alebo príbuzných druhov) sa vzťahuje aj na priame fyziologické kontakty medzi rastlinami. Tento jav nie je v prírode taký zriedkavý. V hustých porastoch smrekov rastie asi 30 % všetkých stromov spolu s koreňmi. Zistilo sa, že medzi medzirastenými stromami dochádza k výmene cez korene vo forme prenosu živín a vody. Vzhľadom na závislosť od miery rozdielnosti alebo podobnosti potrieb fúzovaných partnerov medzi nimi nie sú vylúčené vzťahy konkurenčného charakteru v podobe zachytávania látok vyvinutejším a silnejším stromom, ako aj symbiotické.

Istý význam má forma vzťahov v podobe predácie. Dravosť je rozšírená nielen medzi zvieratami, ale aj

medzi rastlinami a zvieratami. Takže množstvo hmyzožravých rastlín (rosa, nepenthes) je klasifikovaných ako predátori.

Nepriame transbiotické vzťahy medzi rastlinami (prostredníctvom živočíchov a mikroorganizmov). Dôležitou ekologickou úlohou živočíchov v živote rastlín je účasť na procesoch opeľovania, šírenia semien a plodov. Opeľovanie rastlín hmyzom, nazývané entomofília, prispelo k rozvoju množstva adaptácií, tak u rastlín, ako aj u hmyzu.

Na opeľovaní rastlín sa podieľajú aj vtáky. Opeľovanie rastlín pomocou vtákov alebo ornitofília je rozšírené v tropických a subtropických oblastiach južnej pologule.

Opelenie rastlín cicavcami alebo zoogamia je menej časté. Z väčšej časti je zoogamia zaznamenaná v Austrálii, v lesoch Afriky a Južná Amerika. Napríklad austrálske kríky z rodu Dryandra sa opeľujú pomocou klokanov, ktoré z kvetu na kvet ochotne pijú svoj bohatý nektár.

Mikroorganizmy často pôsobia v nepriamych transbiotických vzťahoch medzi rastlinami. Rizosféra koreňov mnohých stromov, napríklad dubu, sa výrazne mení pôdne prostredie, najmä svojim zložením, kyslosťou, a tým vytvára priaznivé podmienky pre usídlenie sa tam rôznych mikroorganizmov, predovšetkým azotobaktérií. Tieto baktérie, ktoré sa tu usadili, sa živia výlučkami dubových koreňov a organickými zvyškami vytvorenými hýfami mykoríznych húb. Baktérie, žijúce vedľa dubových koreňov, slúžia ako akási "obranná línia" pred prenikaním patogénnych húb do koreňov. Táto biologická bariéra je vytvorená pomocou antibiotík vylučovaných baktériami. Usídlenie baktérií v dubovej rizosfére má okamžite pozitívny vplyv na stav rastlín, najmä mladých.

Nepriame transabiotické vzťahy medzi rastlinami (prostredie tvoriace vplyvy, konkurencia, alelopatia). Zmena prostredia rastlinami je najuniverzálnejším a najrozšírenejším typom vzťahov medzi rastlinami počas ich spolužitia. Keď sa jeden alebo druhý druh alebo skupina rastlinných druhov v dôsledku svojej životnej činnosti kvantitatívne a kvalitatívne výrazne zmení, hlavné environmentálne faktory takým spôsobom, že ostatné druhy spoločenstva musia žiť v podmienkach, ktoré sa výrazne líšia od zonálny komplex fyzikálnych faktorov prostredia, potom to hovorí o environmentálnej úlohe, o environmentálnom vplyve prvého typu vo vzťahu k ostatným.

Jedným z nich sú vzájomné ovplyvňovanie prostredníctvom zmien faktorov mikroklímy (napríklad zoslabnutie slnečného žiarenia vo vnútri vegetačného krytu, jeho ubúdanie fotosynteticky aktívnych lúčov, zmeny sezónneho rytmu osvetlenia a pod.). Niektoré rastliny ovplyvňujú iné a prostredníctvom zmeny teplotný režim, jeho vlhkosť, rýchlosť vetra, obsah oxidu uhličitého atď.

Chemické sekréty rastlín môžu slúžiť ako jeden zo spôsobov interakcie medzi rastlinami v spoločenstve, pričom majú na organizmy buď toxický alebo stimulačný účinok. Takéto chemické interakcie sa nazývajú alelopatia. Príkladom je vypúšťanie sadeníc repy, ktoré bránia klíčeniu semien srdcovky.

Konkurencia sa rozlišuje ako špeciálna forma transabiotických vzťahov medzi rastlinami. Ide o tie vzájomné alebo jednostranné negatívne vplyvy, ktoré vznikajú na základe využívania energetických a potravných zdrojov biotopu. Silný vplyvživot rastlín je ovplyvnený súťažou o pôdnu vlhkosť (zvlášť výraznou v oblastiach s nedostatočnou vlhkosťou) a súťažou o živiny pôde, výraznejšie na chudobných pôdach.

Medzidruhová konkurencia sa u rastlín prejavuje rovnako ako vnútrodruhová konkurencia (morfologické zmeny, znížená úrodnosť, abundancia a pod.). Dominantný druh postupne vytláča alebo značne znižuje svoju životaschopnosť. Najtvrdšia konkurencia, často s nepredvídanými následkami, nastáva vtedy, keď sa do spoločenstiev zavádzajú nové druhy rastlín bez toho, aby sa brali do úvahy už vytvorené vzťahy.

3. Antropogénne faktory

Pôsobenie človeka ako ekologického činiteľa v prírode je obrovské a rôznorodé. Dnes už žiadny z faktorov prostredia nemá taký výrazný a univerzálny vplyv ako človek, hoci je to najmladší faktor zo všetkých pôsobiacich na prírodu. Vplyv antropogénneho faktora sa postupne zvyšoval, počnúc érou zberu (kde sa len málo líšil od vplyvu zvierat) až po súčasnosť, éru vedecko-technického pokroku a populačnej explózie. Človek v priebehu svojej činnosti vytvoril veľké množstvoširoká škála živočíšnych a rastlinných druhov, výrazne premenená prírodná prírodné komplexy. Na veľkých plochách vytvoril pre mnohé druhy zvláštne, často prakticky optimálne životné podmienky. Tým, že človek vytvoril obrovskú rozmanitosť odrôd a druhov rastlín a živočíchov, prispel k tomu, že v nich vznikli nové vlastnosti a vlastnosti, ktoré zabezpečujú ich prežitie v nepriaznivé podmienky ako v boji

pre existenciu s inými druhmi a imunitu voči účinkom patogénnych mikroorganizmov. Zmeny, ktoré človek v prírodnom prostredí uskutočňuje, vytvárajú pre niektoré druhy priaznivé podmienky pre reprodukciu a vývoj, pre iné nepriaznivé. A v dôsledku toho sa vytvárajú nové číselné vzťahy medzi druhmi, potravinové reťazce, existujú úpravy nevyhnutné pre existenciu organizmov v upravenom prostredí. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ľudské činy obohacujú alebo ochudobňujú spoločenstvá. Vplyv antropogénneho faktora v prírode musí byť vedomý aj náhodný, prípadne nevedomý. Človek, ktorý orá panenské a ladom ležiace pôdy, vytvára poľnohospodársku pôdu (agrocenózy), vykazuje vysoko produktívne formy odolné voči chorobám, niektoré osídľuje a iné ničí. Tieto dopady sú často pozitívne, ale často negatívny charakter, napríklad: bezmyšlienkovité presídľovanie mnohých zvierat, rastlín, mikroorganizmov, predátorské ničenie množstva druhov, znečisťovanie životného prostredia atď.

Človek môže mať priamy aj nepriamy vplyv na živočíchy a vegetáciu Zeme. Rôznorodosť moderné formy vplyv človeka na vegetáciu je uvedený v tabuľke. 4.

Ak k vyššie uvedenému pripočítame vplyv človeka na živočíchy: rybolov, ich aklimatizácia a reaklimatizácia, rôzne formy rastlinnej a živočíšnej činnosti, opatrenia na ochranu rastlín, ochranu vzácnych a exotické druhy atď., potom už len jeden výpočet týchto vplyvov na prírodu ukazuje grandióznosť antropogénneho faktora.

Zmeny sa dejú nielen vo veľkom, ale aj príkladne určité typy. Takže v rozvinutých krajinách, na plodinách obilnín, pšeničných strapcov, obilných vošiek, niektorých druhov chrobákov (napríklad škodlivá korytnačka), rôznych druhov bĺch, pachydermov a iných sa začali vo veľkom množiť. Mnohé z týchto druhov sa stali dominantnými a druhy, ktoré tu predtým existovali, vymizli alebo boli vytlačené do extrémnych podmienok. Zmeny zasiahli nielen flóru a faunu, ale aj mikroflóru a mikrofaunu, zmenilo sa veľa článkov potravinových reťazcov.

Tabuľka 4

Hlavné formy ľudského vplyvu na rastliny a rastliny

Ľudská činnosť vyvoláva množstvo adaptačných reakcií organizmov. Výskyt buriny, rastlín pri cestách, škodcov v stodolách a im podobných je dôsledkom adaptácie organizmov na ľudské aktivity v prírode. Objavili sa organizmy, ktoré čiastočne alebo úplne stratili kontakt s voľnou prírodou, napríklad lykožrút, chrobáky a iné. veľa pôvodných druhov adaptovať sa nielen na život v podmienkach agrocenóz, ale rozvíjať špeciálne adaptačné vlastnosti štruktúry, získavať vývojové rytmy, ktoré zodpovedajú životným podmienkam v obrábaných oblastiach, schopné znášať zber, rôzne agrotechnické opatrenia (systém obrábania pôdy, striedanie plodín), chemické prostriedky na kontrolu škodcov.

V reakcii na chemické ošetrenie plodín, ktoré vykonávajú ľudia, si mnohé organizmy vyvinuli odolnosť voči rôznym insekticídom v dôsledku objavenia sa špeciálnych, modifikovaných chemické zloženie lipidov, schopnosť tukového tkaniva rozpustiť a zohriať značné množstvo jedu v sebe, ako aj v dôsledku zvýšenej enzymatické reakcie v metabolizme organizmov schopnosť meniť toxické látky na neutrálne alebo netoxické. Adaptácie v organizmoch spojené s ľudskou činnosťou zahŕňajú sezónne migrácie sýkoriek z lesa do mesta a späť.

Príkladom vplyvu antropogénneho faktora je schopnosť škorcov obsadzovať vtáčie búdky na hniezda. Škorce uprednostňujú umelé domčeky aj vtedy, keď je v blízkosti stromu dutina. A takýchto príkladov je veľa, všetky svedčia o tom, že vplyv človeka na prírodu je silným environmentálnym faktorom.

Otázky na diskusiu

1. Aká je biotická štruktúra ekosystému?

2. Pomenujte hlavné tvary vnútrodruhové vzťahy organizmov.

3. Vymenujte hlavné formy medzidruhových vzťahov organizmov.

6. Aké mechanizmy umožňujú živým organizmom kompenzovať účinky environmentálnych faktorov?

7. Uveďte hlavné oblasti ľudskej činnosti v prírode.

8. Uveďte príklady priamych a nepriamych antropogénnych vplyvov na biotopy živých organizmov.

Témy správ

1. Typy interakcií a vzťahov medzi organizmami

3. Ekológia a človek.

4. Klíma a ľudia

WORKSHOP 4

POPULAČNÁ EKOLÓGIA

Cieľom je študovať populačnú (populačno-druhovú) úroveň biologickej organizácie. Poznať štruktúru populácií, populačnú dynamiku, mať predstavu o stabilite a životaschopnosti populácií.

1. Pojem populácie

Organizmy toho istého druhu sú v prírode vždy zastúpené nie jednotlivo, ale určitými organizovanými agregátmi – populáciami. Populácie (z lat. populus - populácia) sú súhrnom jedincov jedného biologického druhu, ktorí dlhodobo obývajú určitý priestor, majú spoločný genofond, schopnosť voľne sa krížiť a do istej miery izolované od ostatných populácií tohto druhu. .

Jeden druh organizmov môže zahŕňať niekoľko, niekedy mnoho populácií. Ak sú zástupcovia rôznych populácií toho istého druhu umiestnení do rovnakých podmienok, zachovajú si svoje rozdiely. Príslušnosť k rovnakému druhu zároveň poskytuje možnosť získať plodné potomstvo od predstaviteľov rôznych populácií. Populácia je elementárna forma existencie a vývoja druhu v prírode.

Spojenie organizmov rovnakého druhu do populácie odhaľuje ich kvalitatívne nové vlastnosti. Rozhodujúci význam má početnosť a priestorové rozmiestnenie organizmov, pohlavie a vekové zloženie, charakter vzťahov medzi jedincami, ohraničenie či kontakty s inými populáciami tohto druhu a pod. V porovnaní s životnosťou jednotlivého organizmu môže populácia existovať veľmi dlho.

Populácia má zároveň podobnosť s telom ako biosystémom, keďže má určitú štruktúru, genetický program na sebareprodukciu a schopnosť autoregulácie a adaptácie.

Štúdium populácií je dôležitým odvetvím modernej biológie na priesečníku ekológie a genetiky. Praktická hodnota populačná biológia je v podstate taká, že populácie sú skutočnými jednotkami využívania a ochrany prírodných ekosystémov. Interakcia ľudí s druhmi organizmov, ktoré sú v prirodzenom prostredí alebo pod ekonomickou kontrolou, je spravidla sprostredkovaná prostredníctvom populácií. Ide o kmene patogénnych alebo prospešných mikróbov, odrody kultúrnych rastlín, plemená šľachtených zvierat,

komerčné populácie rýb atď. Nemenej dôležitý je fakt, že mnohé vzorce populačnej ekológie platia aj pre ľudské populácie.

2. Štruktúra populácie

Populácia sa vyznačuje určitou štruktúrnou organizáciou - pomerom skupín jedincov podľa pohlavia, veku, veľkosti, genotypu, rozmiestnenia jedincov na území atď. V tomto smere sa rozlišujú rôzne populačné štruktúry: pohlavie, vek, veľkosť, genetické, priestorovo-etologické atď.
Hostené na ref.rf
Štruktúra populácie sa formuje na jednej strane na základe všeobecných biologických vlastností druhu, na druhej strane vplyvom faktorov prostredia, ᴛ.ᴇ. je adaptívny.

Sexuálna štruktúra (zloženie pohlavia) - pomer mužov a žien v populácii. Pohlavná štruktúra je charakteristická len pre populácie dvojdomých organizmov. Teoreticky by mal byť pomer pohlaví rovnaký: 50 % z celkového počtu by mali tvoriť muži a 50 % ženy. Skutočný pomer pohlaví závisí od pôsobenia rôznych faktorov prostredia, genetických a fyziologické vlastnosti milý.

Existujú primárne, sekundárne a terciárne vzťahy. Primárny pomer je pomer pozorovaný počas tvorby zárodočných buniek (gamét). Zvyčajne je to 1:1. Tento pomer je spôsobený genetickým mechanizmom určovania pohlavia. Sekundárny pomer - pomer pozorovaný pri narodení. Terciárny pomer - pomer pozorovaný u dospelých sexuálne zrelých jedincov.

Napríklad u osoby v sekundárnom pomere trochu prevažujú chlapci, v terciárnom pomere - ženy: na 100 chlapcov sa narodí 106 dievčat, do 16-18 rokov sa v dôsledku zvýšenej úmrtnosti mužov tento pomer vyrovnáva a o vek 50 rokov je 85 mužov na 100 žien a vo veku 80 rokov - 50 mužov na 100 žien.

Niektoré ryby (str.
Hostené na ref.rf
Pecilia) rozlišuje tri typy pohlavných chromozómov: Y, X a W, z ktorých chromozóm Y nesie mužské gény a chromozómy X a W nesú ženské gény, ale s rôznym stupňom „moci“. Ak má genotyp jedinca formu YY, potom sa vyvíjajú muži, ak XY - ženy, ak WY, potom sa na základe podmienok prostredia vyvíjajú pohlavné znaky muža alebo ženy.

V populáciách mečúňov závisí pomer pohlaví od hodnoty pH prostredia. Pri pH = 6,2 je počet samcov v potomstve 87-100% a pri pH = 7,8 - od 0 do 5%.

Veková štruktúra (vekové zloženie) - pomer v populácii jedincov rôznych vekových skupín. Absolútne vekové zloženie vyjadruje počet určitých vekových skupín v určitom časovom bode. Relatívne vekové zloženie vyjadruje podiel alebo percento jedincov danej vekovej skupiny vo vzťahu k celkovej populácii. Vekové zloženie je určené množstvom vlastností a znakov druhu: čas do dosiahnutia puberty, očakávaná dĺžka života, dĺžka obdobia rozmnožovania, úmrtnosť atď.

Vzhľadom na závislosť od reprodukčnej schopnosti jedincov sa rozlišujú tri skupiny: predproduktívne (jedinci ešte neschopní reprodukcie), reprodukčné (jedinci schopní reprodukcie) a postreproduktívne (jedinci už neschopní reprodukcie).

Vekové skupiny sú rozdelené do menších kategórií. Napríklad v rastlinách sa rozlišujú tieto stavy: spiace semeno, semenáčiky a semenáčiky, juvenilný stav, nezrelý stav, panenský stav, skorý generatívny, stredný generatívny, neskorý generatívny, subsenilný, senilný (senilný), polomŕtvolný stav.

Veková štruktúra obyvateľstva je vyjadrená pomocou vekových pyramíd.

Priestorovo-etologická štruktúra – charakter rozmiestnenia jedincov v rámci areálu. Závisí to od charakteristík prostredia a etológie (znakov správania) druhu.

Existujú tri základné typy rozmiestnenia jedincov v priestore: rovnomerné (pravidelné), nerovnomerné (agregované, skupinové, mozaikové) a náhodné (difúzne).

Rovnomerné rozdelenie je charakterizované rovnakou vzdialenosťou každého jednotlivca od všetkých susedných. Je charakteristická pre populácie, ktoré existujú v podmienkach rovnomernej distribúcie environmentálnych faktorov alebo pozostávajú z jedincov, ktorí vykazujú vzájomný antagonizmus.

Nerovnomerné rozmiestnenie sa prejavuje vytváraním skupín jedincov, medzi ktorými sú rozsiahle neobývané územia. Je typický pre populácie žijúce v podmienkach nerovnomerného rozloženia environmentálnych faktorov alebo pozostávajúce z jedincov vedúcich skupinový (stádový) životný štýl.

Náhodné rozdelenie je vyjadrené v nerovnakej vzdialenosti medzi jednotlivcami. Je výsledkom pravdepodobnostných procesov, heterogenity prostredia a slabých sociálnych väzieb medzi jednotlivcami.

Podľa druhu využitia priestorov sa všetky mobilné zvieratá delia na sedavé a kočovné. Sedavý spôsob života má množstvo biologických výhod, ako je voľná orientácia na známom území pri hľadaní potravy alebo úkrytu, schopnosť vytvárať si zásoby potravy (veveričky, poľné myši). Medzi jeho nevýhody patrí vyčerpávanie potravinových zdrojov pri nadmerne vysokej hustote obyvateľstva.

Podľa formy spoločnej existencie zvierat sa rozlišuje osamelý životný štýl, rodina, kolónie, kŕdle, stáda. Samotársky životný štýl sa prejavuje v tom, že jednotlivci v populáciách sú nezávislí a od seba izolovaní (ježkovia, šťuky a pod.). Navyše je charakteristický len pre určité fázy životného cyklu. Úplne osamelá existencia organizmov sa v prírode nevyskytuje, pretože rozmnožovanie by v tomto prípade nebolo možné. Rodinný životný štýl sa pozoruje v populáciách so zvýšenými väzbami medzi rodičmi a potomkami (levy, medvede atď.). Kolónie - skupinové osídlenia prisadnutých zvierat, dlhodobé aj vznikajúce len na obdobie rozmnožovania (losy, včely, mravce atď.). Balíčky sú dočasné združenia zvierat, ktoré uľahčujú vykonávanie akejkoľvek funkcie: ochrana pred nepriateľmi, získavanie potravy, migrácia (vlci, sleď atď.). Stáda sú dlhšie ako kŕdle alebo trvalé združenia zvierat, v ktorých sa spravidla vykonávajú všetky životne dôležité funkcie druhu: ochrana pred nepriateľmi, získavanie potravy, migrácia, reprodukcia, výchova mláďat atď. (jeleň, zebry atď.).

Genetická štruktúra - pomer v populácii rôznych genotypov a alel. Súhrn génov všetkých jedincov populácie sa nazýva genofond. Genofond je charakterizovaný frekvenciami alel a genotypov. Frekvencia alely je jej podiel na celkovom počte alel daného génu. Súčet frekvencií všetkých alel sa rovná jednej: p + q \u003d l,

kde p je podiel dominantnej alely (A); q je podiel recesívnej alely (a).

Keď poznáme frekvencie alel, je možné vypočítať frekvencie genotypov v populácii:

(p + q) 2 \u003d p 2 + 2pq + q 2 \u003d 1, kde p a q sú frekvencie dominantných a recesívnych alel, p je frekvencia homozygotného dominantného genotypu (FF), 2pq je frekvencia heterozygotného dominantného genotypu (Aa), q - frekvencia homozygotného recesívneho genotypu (aa).

Na základe zákona Hardy-Weinberg, relatívne frekvencie alel v populácii zostávajú nezmenené z generácie na generáciu. Hardy-Weinbergov zákon je platný, ak sú splnené nasledujúce podmienky:

Počet obyvateľov je veľký;

V populácii dochádza k voľnému kríženiu;

Neexistuje žiadny výber;

Nevyskytujú sa žiadne nové mutácie;

Nedochádza k migrácii nových genotypov do alebo z populácie. Je zrejmé, že populácie spĺňajúce tieto podmienky v

dlho v prírode neexistuje. Na populácie vždy vplývajú vonkajšie a vnútorné faktory, ktoré narúšajú genetickú rovnováhu. Dlhodobá a riadená zmena v genotypovom zložení populácie, jej genotypu

BIOTICKÉ FAKTORY - pojem a druhy. Klasifikácia a vlastnosti kategórie "BIOTICKÉ FAKTORY" 2017, 2018.

Komenzalizmus je koexistencia rôznych organizmov, kedy jeden organizmus, ktorý sa usadzuje v tele druhého a požiera na jeho úkor, nepoškodzuje nosič (baktérie v ľudskom čreve). Pri amensalizme utrpí jeden z koexistujúcich organizmov poškodenie, zatiaľ čo druhý je ľahostajný k vplyvu prvého (penicillium zabíja baktérie, ktoré ho nemôžu ovplyvniť).

Symbióza sú všetky formy spolužitia organizmov rôznych druhov. A obojstranne výhodné spolužitie organizmov patriacich do rôzne druhy sa nazýva mutualizmus. Príkladom je fakt vzťahu medzi strukovinami a baktériami uzlíkov fixujúcich dusík, ktoré žijú na ich koreňovom systéme. Korene vyšších rastlín interagujú podobne s mycéliom klobúčkových húb. Tieto aj iné organizmy od seba prijímajú látky potrebné pre život.

Konkurencia je typ interakcie, v ktorej rastliny rovnakého alebo odlišného druhu môžu medzi sebou súťažiť o zdroje okolitého priestoru – vodu, osvetlenie, živiny, umiestnenie atď. V tomto prípade spotreba určitých zdrojov niektorými organizmami znižuje ich dostupnosť pre iné.

Príklad vnútrodruhovej konkurencie – umelá borovicový les kde stromy rovnakého veku súťažia o svetlo. Stromy, ktoré nedržia krok s rýchlejším rastom, rastú v tieni oveľa horšie a mnohé z nich odumierajú. Medzidruhmi rastlín a rodmi, ktoré sú si blízke v potrebách a sú súčasťou rovnakej skupiny, možno vysledovať medzidruhovú konkurenciu, napríklad v zmiešaných lesoch medzi hrabom a dubom.

Mnoho zvierat, ktoré sa živia rastlinami, sú bylinožravce a ich spojenie s rastlinami je jedenie. Na pastvinách teda zvieratá jedia iba určité druhy rastlín, pričom sa nedotýkajú iných, ktoré sú jedovaté alebo majú nepríjemnú chuť. Postupom času to vedie k zásadným zmenám v druhovom zložení vegetácie na tomto území. Niektoré rastliny majú ochranu proti požieraniu zvieratami, napríklad vylučovanie toxické látky, upravené listy-tŕne, tŕne na stonkách. Vzácne druhy mäsožravé rastliny, ako rosička, nepenthes, sa môžu živiť živočíchmi (hmyzom).

Treba tiež poznamenať, že nepriame vzťahy medzi organizmami nie sú o nič menej dôležité ako priame vzťahy pre život a prežitie rastlín rôznych druhov. Takže hmyz a niektoré malé vtáky opeľujú kvitnúce rastliny. A reprodukcia mnohých druhov krytosemenných rastlín semenami bez účasti zvierat by bola nemožná.