Екологічні фактори середовища | Основи загальної екології та її аналіз

Экология и здоровье

Категорія: Основи загальної екології та її аналіз

Екологічні фактори середовища

Автор: Редактор

Фактори, що впливають на функціонування екологічних систем, називають екологічними. Всі вони можуть бути об’єднані у три групи: абіотичні, тобто фактори неживої природи(температура, вологість, світло, рельєф); біотичні – фактори взаємодії живого з живим (мутуалізм, паразитизм, хижацтво, коменсалізм, вільна конкуренція); антропогенні – пов’язані з господарською діяльністю людини.
Абіотичні фактори. Як абіотичні фактори розглядають вплив на живі організми температури, світла, вологи та життєвої території існування.
Температура. Живі організми можуть існувати тільки в певних температурних умовах. При температурі близько 100 °С руйнуються білки організму, а при низькій температурі уповільнюється, а потім і припиняється обмін речовин. Залежно від температурного режиму виділяють чотири основні кліматичні зони: тропічний пояс (температура не нижче +15...20 °С), помірний пояс (коливання температури від -20 до +30 °С) та холодний пояс. Важливим для організмів є сезонний розподіл температур. Тут виникає цілий ряд пристосувань організмів: зимові сплячки, сезонна міграція тощо.
Вологість. Вміст води в живих клітинах у середньому становить 80–92 %. Джерелом води є опади та ґрунтові води. Тут лімітуючим фактором є кількість опадів. Вона визначає навіть тип екосистем. При опадах менше, ніж 250 мм на рік формуються пустельні екосистеми; 250–750 – степові, лісостепові та савани; 750–1 250 – субтропічні ліси, а більше, як 1 250 – вологі тропічні ліси. Відносно вологи рослини поділяють на такі групи: гідрофіти – рослини, повністю занурені у воду (водорості, квіткові рослини тощо); гігрофіти – напівзанурені (рогіз, комиш, осока, очерет тощо); мезофіти – суходільні рослини з достатнім зволоженням; ксерофіти – мешкають на сухих територіях.
Тварини також мають певні пристосування для добування та утримування води. У ссавців і водних тварин відсутній дефіцит води, тому основний продукт азотистого обміну виводиться з організму у вигляді водного розчину сечовини. Більшість наземних тварин економлять воду, виводячи азот у вигляді нерозчинної у воді сечової кислоти.
Світло відіграє вирішальну роль у життєдіяльності рослин, оскільки рослини синтезують органічні речовини з неорганічних, використовуючи світлову енергію сонця. Одним із видів конкуренції в рослин є конкуренція за світло. У тварин зміна тривалості дня викликає зміну поведінки. Так, деякі птахи готуються до перельотів, інші починають линяти, розмножуватися тощо. Середня ефективність використання сонячної енергії в рослин 1 %, максимальна продуктивність фотосинтезу за сприятливих умов 3–10 %.
Територія є важливим фактором у житті рослин і тварин. Всім відомо, як ретельно оберігають свою територію тварини, ставлячи відповідні мітки. Це й зрозуміло, бо всяке життя починається з відмірювання життєвого простору, на якому організми мешкають та виводять потомство.
Біотичні фактори. Проживаючи в угрупованнях, організми вступають у певні стосунки. Так, серед рослин можна виділити три головних типи взаємодій: мутуалізм (відомий також як симбіоз), конкуренція та відносини із травоїдними тваринами.
Мутуалізм (від лат. mutuus – взаємний) – це біологічна взаємодія двох видів партнерів, що сприяє їх росту та виживанню. У природі такі види не можуть жити один без одного.
У рослинних угрупованнях постійно відбувається «боротьба за світло», тому що єдиним джерелом енергії для них є сонячне світло. Це явище дістало назву конкуренції (від лат. concurrere – бігти разом). Конкуренція за світло є найсильнішою порівняно з конкуренцією за воду та мінеральні речовини. У конкурентній боротьбі за світло в рослин в угрупованнях виробилися різноманітні пристосування. Це відмінності у висоті, розміщенні листків, формі крони. Особливо добре видно такі пристосування в угрупованні мішаного лісу, де рослини розміщуються ярусами. У першому (верхньому) ярусі царюють крони високих дерев: дубів, берез, лип. У другому ярусі ростуть менш високі дерева: горобина, черемха, яблуні. У третьому – кущі та напівкущі, у четвертому – трави. П’ятий ярус представлений мохами. Кожний нижче розташований ярус отримує все менше й менше світла, тому в нижньому ярусі ростуть найбільш тіньовитривалі рослини.
Відзначимо ще одну біологічну особливість життя рослин в угрупованнях. Як правило, із двох видів, які певний час живуть у споріднених умовах, один обов’язково гине. Ця закономірність була доведена в експерименті й дістала назву принцип конкурентного виключення. Якщо дві чи більше рослин використовують однакові поживні речовини, кількість яких обмежена, то ці рослини будуть меншого розміру і чисельність їх буде меншою.
Для рослин дуже важлива також боротьба за територію. У зв’язку з цим у них сформувався ряд пристосувань. Особливо ефективним під час захоплення території є вегетативне розмноження.
Нерідко конкуруючі організми виробляють хімічні речовини, що пригнічують ріст і розвиток або особин свого ж виду, або інших видів. Наприклад, шавлії виділяють токсичні леткі речовини, що мають саме таку дію.
Особливі взаємовідносини виникають між рослинами та травоїдними тваринами. Загальновідомі приклади використання рослинами біологічних пристосувань, що захищають їх від поїдання тваринами. Це колючки, шипи, шипики, жалкі волоски та ін. Але мало відома й тим цікава справжня «хімічна війна» між рослинами та тваринами, які ними живляться. Протягом довгого еволюційного шляху рослини набули цілий ряд захисних хімічних речовин. Наприклад, горох виділяє пізантин, що захищає його від грибів-паразитів. Інші речовини, наприклад, хромени, відлякують комах. Піретрини, що містяться в рослинах роду хризантем, згубно діють на багатьох шкідників. Восковий наліт на пагонах і листках багатьох рослин робить їх важкодоступними для комах і грибів.
Здатність рослин виробляти токсичні речовини необхідно враховувати й у сільському господарстві. Багато культурних сортів порівняно з їх дикорослими предками не здатні виробляти токсичні речовини в необхідній для захисту кількості, тому зараз зусилля вчених спрямовані на отримання речовин рослинного походження, що є отруйними для рослиноїдних тварин або відлякують їх.
Виявлено, що хімічні засоби захисту мають не лише наземні рослини, але й багато водоростей.
У цілому взаємовідносини рослин в угрупованні дуже складні й різноманітні. Деякі їх прояви ми починаємо розуміти лише сьогодні. Ті приклади, що тут описані, скоріш є початком досліджень, які обіцяють багато цікавих і значних відкриттів.
На відміну від рослин тварини значно менше залежать від наявності світла. Якщо автотрофні організми конкурують здебільшого саме за світло, то тварини весь час проводять у пошуку їжі. Їжа – це те основне, що забезпечує організм поживними речовинами. На довгому шляху еволюції виникало та вдосконалювалося безліч варіантів добування харчів. Тварини вимушені були вступати в певні взаємовідносини між собою. Такі взаємовідносини можна поділити на групи. Коротко згадаємо про них.
Взаємовідносини хижакжертва є найбільш показовими і відомі, мабуть, кожному. Вислів «хижак» можна застосувати в різних значеннях. Звичайно, хижаками називають тварин, які живляться іншими тваринами, близькими за систематичним положенням. Наприклад, такими, що належать до одного з ними класу або ряду (вовк і заєць, тріска й оселедці тощо). Ссавців, які живляться молюсками, комахами або червами, звичайно не відносять до хижаків. Іноді, як відомо з біології рослин, деякі комахоїдні рослини теж називаються хижаками.
Під час вивчення біології тварин можна спостерігати цікаві пристосування для ловіння здобичі в хижаків і пристосування в жертв – щоб уникнути пазурів хижака.
Досить різноманітне за формами у тварин, як і в рослинах, явище симбіозувзаємовигідного співіснування (мутуалізму), співіснування, вигідного для одного з партнерів, або нейтрального співіснування.
Надзвичайно різноманітний також паразитизм, коли організми використовують інших тварин як середовище існування та джерело їжі. Особливо він поширений серед одноклітинних тварин, а також серед безхребетних. При паразитизмі між тваринами встановлюються взаємовідносини паразит–хазяїн.
Коменсалізм або нахлібництво,харчування залишками їжі інших тварин, також поширений серед тварин. Наприклад, у мурашниках живуть кілька видів жуків, які живляться за рахунок запасів працелюбних мурашок. Також коменсалами можна вважати рибок-лоцманів, рибок-прилипал, що постійно супроводжують акул і харчуються залишками їхньої їжі.
Вільна конкуренція – взаємовідносини, що виникають між організмами одного або різних видів в однакових умовах середовища. Наприклад, гризуни, саранові, копитні, які споживають трави. Такі ж відносини складаються й серед хижаків, наприклад, між хижими птахами та лисицями, які живляться гризунами.

У сучасній екології, як зазначено вище, до екологічних факторів середовища відносять не лише абіотичні та біотичні фактори, а й антропогенні. Ці фактори обумовлені господарською діяльністю людини, і їх вплив на функціонування екосистем має здебільшого негативний характер. Тому ми розглянемо їх у розділі 6 ( разом із тими екологічними проблемами, що вони спричинюють).

 

Оставить комментарий