Ціль: розкрити особливості абіотичних факторів середовища та розглянути їх вплив на живі організми

Завдання: познайомити учнів із екологічними чинниками середовища; розкрити особливості абіотичних факторів, розглянути вплив температури, світла та зволоження на живі організми; виділити різні групи живих організмів залежно від впливу на них різних абіотичних факторів; виконати практичне завдання щодо визначення груп організмів, залежно від абіотичного фактора.

Устаткування: комп'ютерна презентація, завдання з груп з картинками рослин і тварин, практичне завдання.

ХІД УРОКУ

Всі живі організми, що населяють Землю, зазнають впливу екологічних факторів середовища.

Екологічні фактори- Це окремі властивості або елементи середовища, що впливають прямо або опосередковано на живі організми, хоча б протягом однієї зі стадій індивідуального розвитку. Екологічні чинники різноманітні. Є кілька кваліфікацій, залежно від підходу. Це вплив на життєдіяльність організмів, за рівнем мінливості у часі, за тривалістю дії. Розглянемо класифікацію екологічних чинників, засновану з їхньої походження.

Ми розглянемо вплив перших трьох абіотичних факторівсередовища, тому що їх вплив більш значний – це температура, світло та вологість.

Наприклад, у травневого жука личинкова стадія проходить у ґрунті. На нього впливають абіотичні фактори середовища: ґрунт, повітря, опосередкована вологість, хімічний складґрунту – зовсім не впливає світло.

Наприклад, бактерії здатні вижити в найекстремальніших умовах – їх знаходять у гейзерах, сірководневих джерелах, дуже солоній воді, на глибині Світового океану, дуже глибоко в ґрунті, у льодах Антарктиди, на самих високих вершинах(навіть Евересте 8848 м), у тілах живих організмів.

ТЕМПЕРАТУРА

Більшість видів рослин та тварин пристосовані до досить вузького діапазону температур. Деякі організми, особливо у стані спокою чи анабіозу здатні витримувати досить низькі температури. Коливання температури у воді зазвичай менше, ніж на суші, тому межі стійкості до температури у водних організмів гірші, ніж у наземних. Від температури залежить інтенсивність обміну речовин. В основному організми живуть при температурі від 0 до +50 на поверхні піску в пустелі і до – 70 у деяких областях Східного Сибіру. Середній діапазон температур знаходиться в межах від +50 до –50 у наземних місцеперебуваннях і від +2 до +27 – у Світовому океані. Наприклад, мікроорганізми витримують охолодження до -200, окремі видибактерій та водоростей можуть жити та розмножуватися у гарячих джерелах при температурі + 80, +88.

Розрізняють тваринні організми:

із постійною температурою тіла (теплокровні);
з непостійною температурою тіла (холоднокровні).

Організми з непостійною температурою тіла (риби, земноводні, плазуни)

У природі температура непостійна. Організми, які живуть у помірних широтах і зазнають коливання температур, гірше переносять постійну температуру. Різкі коливання – спека, морози – несприятливі для організмів. Тварини виробили пристосування для боротьби з охолодженням та перегрівом. Наприклад, з настанням зими рослини та тварини з непостійною температурою тіла впадають у стан зимового спокою. Інтенсивність обміну речовин вони різко знижується. При підготовці до зими в тканинах тварин запасається багато жиру, вуглеводів, кількість води в клітковині зменшується, накопичуються цукри, гліцерин, що перешкоджає замерзанню. Так морозостійкість організмів, що зимують, збільшується.

У спеку року навпаки, включаються фізіологічні механізми, що захищають від перегріву. У рослин посилюється випаровування вологи через продихи, що призводить до зниження температури листя. У тварин посилюється випаровування води через дихальну систему та шкіру.

Організми із постійною температурою тіла. (птахи, ссавці)

У цих організмів відбулися зміни у внутрішній будовіорганів, що сприяло їх пристосованості до постійної температури тіла. Це, наприклад – 4-х камерне серце та наявність однієї дуги аорти, що забезпечують повний поділ артеріального та венозного кровотоку, інтенсивний обмін речовин завдяки постачанню тканин артеріальною кров'ю, насиченою киснем, пір'яним або волосяним покривом тіла, що сприяє збереженню тепла, добре розвинена нервова діяльність). Все це дозволило представникам птахів та ссавцям зберігати активність при різких перепадах температур і освоїти всі місця проживання.

У природних умовтемпература дуже рідко тримається лише на рівні сприятливості життя. Тому у рослин та тварин виникає спеціальні пристосування, які послаблюють різкі коливання температури. У тварин, наприклад слонів, велика вушна раковина, порівняно з його предком мамонтом, який живе в холодному кліматі. Вушна раковина крім органу слуху виконує функцію терморегулятора. У рослин для захисту від перегріву утворюється восковий наліт, щільна кутикула.

СВІТЛО

Світло забезпечує всі життєві процеси, які відбуваються Землі. Для організмів важлива довжина хвилі випромінювання, що сприймається, його тривалість і інтенсивність впливу. Наприклад, у рослин зменшення довжини світлового дня та інтенсивність освітлення призводить до осіннього листопаду.

за по відношенню до світла рослиниділять на:

світлолюбні- мають дрібне листя, пагони, що сильно гілкуються, багато пігменту - хлібні злаки. Але збільшення інтенсивності освітлення понад оптимальне пригнічує фотосинтез, тому в тропіках важко отримувати добрі врожаї.
тінелюбивіе – мають тонке листя, велике, розташоване горизонтально, з меншою кількістю продихів.
тіньовитривалі– рослини здатні жити в умовах хорошого освітлення, так і в умовах затінення

Важливу роль регуляції активності живих організмів та його розвитку грає тривалість і інтенсивність вплив світла - Фотоперіод.У помірних широтах цикл розвитку тварин та рослин приурочений до сезонів року, і сигналом для підготовки до зміни температури служить тривалість світлового дня, яка на відміну від інших факторів завжди залишається постійною у певному місці та у певний час. Фотоперіодизм - це пусковий механізм, що включає фізіологічні процеси, що призводять до зростання та цвітіння рослин навесні, плодоношенню влітку, скидання листя восени у рослин. У тварин до накопичення жиру до осені, розмноження тварин, їх міграції, перельоту птахів та настання стадії спокою у комах. ( Повідомлення учнів).

Окрім сезонних, є ще й добові зміни режиму освітленості, зміна дня та ночі визначає добовий ритм фізіологічної активності організмів. Важливе пристосування, яке забезпечує виживання особини – це свого роду. біологічний годинник», здатність відчувати час.

Тварини, активність яких залежить від часу доби, бувають з денним, нічним та сутінковим способом життя.

ВОЛОГІСТЬ

Вода – це необхідний компонентклітини, тому її кількість у тих чи інших місцях проживання є обмежуючим фактором для рослин і тварин і визначає характер флори та фауни даної місцевості.

Надлишок вологи в ґрунті призводить до заболочування ґрунту та появи болотної рослинності. Залежно від вологості ґрунту (кількість опадів) видовий склад рослинності змінюється. Широколистяні ліси змінюються дрібнолистяними, потім лісостеповою рослинністю. Далі низькотрав'я, і за 250 мл на рік – пустеля. Опади протягом року можуть випадати не рівномірно, живим організмам доводиться переносити тривалі посухи. Наприклад, рослини і тварини саван, де інтенсивність рослинного покриву, а також інтенсивне харчування копитних тварин залежить від сезону дощів.

У природі відбуваються добові коливання вологості повітря, які впливають на активність організмів. Між вологістю та температурою є тісний зв'язок. Температура сильніше впливає на організм при вологості висока або низька. У рослин та тварин з'явилися пристосування до різної вологості. Наприклад, у рослин – розвинена потужна коренева система, потовщена кутикула листа, листова пластинка зменшена або перетворена на голки та колючки. У саксаула фотосинтез іде зеленою частиною стебла. Зростання у період посухи у рослин припиняється. Кактуси запасають вологу в розширеній частині стебла, голки замість листя зменшують випаровування.

У тварин теж з'явилися пристосованості, що дозволяють переносити нестачу вологи. Дрібні тварини – гризуни, змії, черепахи, членистоногі – добувають вологу з їжі. Джерелом води може стати жироподібна речовина, наприклад, у верблюда. У спеку деякі тварини – гризуни, черепахи впадають у сплячку, що тривала кілька місяців. Рослини - ефемери до початку літа, після короткочасного цвітіння, можуть скидати листя, відмирати наземні частини і так переживати період посухи. При цьому до наступного сезону зберігаються цибулини, кореневища.

за по відношенню до води рослиниділять:

водні рослинипідвищеної вологості;
навколоводні рослини,наземно-водні;
наземні рослини;
рослини сухих та дуже сухих місць,мешкають у місцях із недостатнім зволоженням, можуть переносити нетривалу посуху;
сукуленти- Соковиті, накопичують воду в тканинах свого тіл.

По відношенню до води тваринділять:

вологолюбні тварини;
проміжна група;
сухолюбні тварини.

Види пристосованостей організмів до коливань температури, вологості та світла:

теплокровність – підтримка організмом постійної температуритіла;
Зимова сплячка -тривалий сон тварин у зимову пору року;
анабіоз -тимчасовий стан організму, при якому життєві процеси уповільнені до мінімуму та відсутні всі видимі ознакижиття (спостерігається у холоднокровних та у тварин взимку та в спекотний період часу);
морозостійкістьь - здатність організмів переносити негативні температури;
стан спокою -пристосувальна властивість багаторічної рослинидля якого характерне припинення видимого зростання і життєдіяльності, відмирання наземних пагонів у трав'янистих форм рослин і опадіння листя у деревних форм;
літній спокій- Пристосувальна властивість ранньоквітучих рослин (тюльпан, шафран) тропічних районів, пустель, напівпустель.

(Повідомлення учнів.)

Зробимо висновок,попри всі живі організми, тобто. на рослини та тварини діють абіотичні фактори середовища (чинники неживої природи), особливо температура, світло та зволоженість. Залежно від впливу факторів неживої природи, рослини та тварин ділять на різні групи та у них з'являються пристосованості до впливу цих абіотичних факторів.

Практичні завдання щодо груп:(Додаток 1)

1. ЗАВДАННЯ: З перелічених тварин назвіть холоднокровних (тобто з непостійною температурою тіла).

2. ЗАВДАННЯ: З перелічених тварин назвіть теплокровних (тобто з постійною температурою тіла).

3. ЗАВДАННЯ: виберіть із запропонованих рослин ті, які є світлолюбними, тінелюбними та тіньовитривалими та запишіть у таблицю.

4. ЗАВДАННЯ: виберіть тварин, які ведуть денний, нічний та сутінковий спосіб життя.

5. ЗАВДАННЯ: виберіть рослини, які стосуються різним групампо відношенню до води.

6. ЗАВДАННЯ: виберіть тварин, що належать до різних груп по відношенню до води.

Завдання на тему «Абіотичні фактори середовища», відповіді(

Вступ

1. Світло як екологічний чинник. Роль світла у житті організмів

2. Температура як екологічний фактор

3. Вологість як екологічний фактор

4. Едафічні чинники

5. Різні середовища життя

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

На Землі існує величезна різноманітність умов життя, що забезпечує різноманітність екологічних нішта їхнє «заселення». Однак, не дивлячись на цю різноманітність, розрізняють чотири якісно різні середовища життя, які мають специфічний набір екологічних факторів, а отже - вимагають і специфічного набору. адаптацій. Ось ці довкілля: наземно-повітряна (суша); вода; грунт; інші організми.

Кожен вид адаптований до специфічного йому комплексу умов середовища – екологічної ніші.

Кожен вид пристосований до свого специфічного середовища, до певної їжі, хижаків, температури, солоності води та інших елементів зовнішнього світу, без яких він не може існувати.

Для існування організмів потрібен комплекс факторів. Потреба організму у них різна, але кожен певною мірою лімітує його існування.

Відсутність (нестача) деяких екологічних факторів може бути компенсована іншими близькими (аналогічними) факторами. Організми не є «рабами» умов середовища – вони до певної міри самі і пристосовуються, і змінюють умови середовища так, щоб послабити нестачу тих чи інших факторів.

Відсутність серед фізіологічно необхідних чинників (світла, води, вуглекислого газу, поживних речовин) не може бути компенсовано (замінено) іншими.

1. Світло як екологічний чинник. Роль світла у житті організмів

Світло є одна з форм енергії. За першим законом термодинаміки, або законом збереження енергії, енергія може переходити з однієї форми до іншої. За цим законом, організми є термодинамічної системою енергією і речовиною, що постійно обмінюється з навколишнім середовищем. Організми, що на поверхні Землі піддаються впливу потоку енергії, в основному сонячної енергії, а також довготривалого теплового випромінювання космічних тіл. Обидва ці фактори визначають кліматичні умови середовища (температура, швидкість випаровування води, рух повітря та води). На біосферу з космосу падає сонячне світло з енергією 2 кал. на 1см 2 за 1 хв. Ця так звана сонячна стала. Це світло, проходячи через атмосферу, послаблюється і до Землі в ясний опівдні може дійти трохи більше 67% його енергії, тобто. 1,34 кал. на см 2 за 1хв. Проходячи через хмарний покрив, воду та рослинність, сонячне світло ще більше послаблюється, і в ньому значно змінюється розподіл енергії по різних ділянках спектру.

Ступінь ослаблення сонячного світлата космічного випромінювання залежить від довжини хвилі (частоти) світла. Ультрафіолетове випромінювання із довжиною хвилі менше 0,3 мкм майже не проходить через озоновий шар (на висоті близько 25 км). Таке випромінювання є небезпечним для живого організму зокрема для протоплазми.

У живій природі світло єдине джерелоенергії, всі рослини, крім бактерій фотосинтезують, тобто. синтезують органічні речовини з неорганічних речовин(Тобто з води, мінеральних солейі 2 - за допомогою променистої енергії в процесі асиміляції). Усі організми залежить від живленні від земних фотосинтезирующих тобто. хлорофілоносних рослин.

Світло як екологічний фактор ділиться на ультрафіолетовий з довжиною хвилі - 0,40 - 0,75 мкм і інфрачервоний з довжиною хвилі більший за ці величі.

Дія цих чинників залежить від якості організмів. Кожен вид організму адаптовано до того чи іншого спектру довжиною хвилі світла. Одні види організмів адаптувалися до ультрафіолетових, інші до інфрачервоним.

Деякі організми здатні розрізнити довжину хвилі. Вони володіють спеціальними світлосприйманими системами і мають кольоровий зір, які мають величезне значенняу їхній життєдіяльності. Багато комах чутливі до короткохвильового випромінювання, яке людина не сприймає. Нічні метелики добре сприймають ультрафіолетові промені. Бджоли та птахи точно визначають своє місцезнаходження та орієнтуються на місцевості навіть уночі.

Організми сильно реагують і інтенсивність світла. За цими ознаками рослини поділяються на три екологічні групи:

1. Світлолюбні, сонцелюбні або геліофіти – які здатні нормально розвиватися тільки під сонячними променями.

2. Тенелюбні, або сціофіти - це рослини нижніх ярусів лісів та глибоководні рослини, наприклад, конвалії та інші.

При зниженні інтенсивності світла уповільнюється фотосинтез. У всіх живих організмів існують порогові чутливості інтенсивності світла, а також інших екологічних факторів. У різних організмів гранична чутливість до екологічних факторів неоднакова. Наприклад, інтенсивне світло гальмує розвиток мух дрозофіл, навіть спричиняє їх загибель. Не люблять світло і таргани та інші комахи. Більшість фотосинтетичних рослин за слабкої інтенсивності світла йде гальмування синтезу білків, а тварин гальмуються процеси біосинтезу.

3. Тіневитривалі або факультативні геліофіти. Рослини, які добре ростуть і в тіні, і на світлі. У тварин ці властивості організмів називаються світлолюбні (фотофіли), тенелюбні (фотофоби), еврифобні – стенофобні.

2. Температура як екологічний фактор

Температура є найважливішим екологічним чинником. Температура дуже впливає на багато сторін життєдіяльності організмів їх географії поширення, розмноження та інші біологічні властивості організмів, що залежать в основному від температури. Діапазон, тобто. межі температур у яких може існувати життя, коливається приблизно від -200°С до +100°С, іноді виявляється існування бактерії у гарячих джерелах при температурі 250°С. Насправді більшість організмів можуть існувати при ще більш вузькому діапазоні температур.

Деякі види мікроорганізмів, головним чином бактерії та водорості, здатні жити та розмножуватися у гарячих джерелах при температурі, близькій до точки кипіння. Верхня температурна межа для бактерії гарячих джерел лежить близько 90°С. Мінливість температури дуже важлива з екологічного погляду.

Будь-який вид здатний жити лише в межах певного інтервалу температур, так звані максимальною та мінімальною летальною температурами. За цих критичних крайніх температур, холод чи спека, настає смерть організму. Десь між ними знаходиться оптимальна температура, за якої життєдіяльність усіх організмів, живої речовини загалом іде активно.

За толерантністю організмів до температурному режимувони поділяються на евритермні та стенотермні, тобто. здатні переносити коливання температури в широких або вузьких межах. Наприклад, лишайники та багато бактерій можу жити за різної температури, або орхідеї та інші теплолюбні рослини тропічних поясів – є стенотермними.

Деякі тварини здатні підтримувати постійну температуру тіла незалежно від температури навколишнього середовища. Такі організми називаються гомойтермними. В інших тварин температура тіла змінюється залежно від температури довкілля. Їх називають пойкілотермними. Залежно від способу адаптації організмів до температурного режиму вони поділяються на дві екологічні групи: кріофілли - організми пристосовані до холоду, до низьких температур; термофіли – або теплолюбні.

3. Вологість як екологічний фактор

Спочатку всі організми були водними. Завоювавши суходіл, не втратили залежності від води. Складовою всіх живих організмів є вода. Вологість - це кількість водяної пари у повітрі. Без вологості чи води немає життя.

Вологість - це параметр, що характеризує вміст водяної пари в повітрі. Абсолютна вологість - це кількість водяної пари в повітрі і залежить від температури та тиску. Ця кількість називається відносною вологістю (тобто співвідношення кількості водяної пари в повітрі до насиченої кількості пари за певних умов температури та тиску.)

У природі існує добовий ритм вологості. Вологість коливається по вертикалі та горизонталі. Цей чинник поряд зі світлом та температурою відіграє велику роль у регулюванні активності організмів та їх поширенні. Вологість змінює ефект температури.

Важливим екологічним чинником є всущення повітря. Особливо для наземних організмів, що має величезне значення висушують дію повітря. Тварини пристосовуються, пересуваючись у захищені місця та активний спосіб життя ведуть уночі.

Рослини поглинають воду з ґрунту і майже повністю (97-99%) випаровуються через листя. Цей процес називається транспірацією. Випаровування охолоджує листя. Завдяки випаровуванню йде транспорт іонів, через ґрунт до коренів, транспорт іонів між клітинами тощо.

Певна кількість вологості необхідна для наземних організмів. Багато з них для нормальної життєдіяльностіпотребують відносної вологості 100%, і навпаки організм, що знаходиться в нормальному стані, не може жити довгий час в абсолютно сухому повітрі, бо він постійно втрачає воду. Вода є необхідною частиною живої речовини. Тому втрата води у відомій кількості призводить до загибелі.

Рослини сухого клімату пристосовуються морфологічними змінами, редукцією вегетативних органів, особливо листя.

Наземні тварини також пристосовуються. Багато хто з них п'є воду, інші всмоктують її через покриви тіла в рідкому або пароподібному стані. Наприклад, більшість амфібій, деякі комахи та кліщі. Більшість тварин пустель ніколи не п'є, вони задовольняють свої потреби за рахунок води, що надійшла з їжею. Інші тварини одержують воду в процесі окислення жирів.

Вода для живих організмів необхідна. Тому організми поширюються за місцем проживання залежно від своїх потреб: водні організмиу воді живуть постійно; гідрофіти можуть жити лише у дуже вологих середовищах.

З точки зору екологічної валентності гідрофіти та гігрофіти відносяться до групи стеногрів. Вологість сильно впливає на життєві функції організмів, наприклад, 70% відносна вологість була дуже сприятливою для польового дозрівання та плодючості самок перелітної сарани. При сприятливому розмноженні вони завдають величезної економічної шкоди посівам багатьох країн.

Для екологічної оцінки поширення організмів мають показник сухості клімату. Сухість є селективним чинником для екологічної класифікації організмів.

Таким чином, залежно від особливостей вологості місцевого клімату, види організмів розподіляються за екологічними групами:

1. Гідатофіти – це водні рослини.

2. Гідрофіти – це рослини наземно-водні.

3. Гігрофіти - наземні рослини, що живуть в умовах підвищеної вологості.

4. Мезофіти - це рослини, які ростуть при середньому зволоженні

5. Ксерофіти - це рослини, що ростуть з недостатнім зволоженням. Вони у свою чергу поділяються на: сукуленти – соковиті рослини (кактуси); склерофіти - це рослини з вузьким і дрібним листям, і згорнутими в трубочки. Вони також поділяються на еуксерофіти та стіпаксерофіти. Еуксерофіти – це степові рослини. Стипаксерофіти - це група вузьколистих дерновинних злаків (ковила, типчак, тонконіг та ін.). У свою чергу мезофіти також поділяються на мезогігрофіти, мезоксерофіти і т.д.

Поступаючись за своїм значенням температурі, вологість відноситься до основних екологічних факторів. Упродовж більшої частини історії живої природи органічний світбуло представлено виключно водними нормами організмів. Складовою величезної більшості живих істот є вода, і для здійснення розмноження або злиття гамет майже всі вони потребують водного середовища. Сухопутні тварини змушені створювати у своєму тілі штучне водне середовище для запліднення, а це призводять до того, що останнє стає внутрішнім.

Вологість - це кількість водяної пари у повітрі. Його можна виразити у грамах на кубічний метр.

4. Едафічні чинники

До едафічним факторам відноситься вся сукупність фізичних та хімічних властивостейґрунти, здатних надавати екологічний впливна живі організми. Вони відіграють важливу роль у житті тих організмів, які тісно пов'язані із ґрунтом. Особливо залежить від едафічних чинників рослини.

До основним властивостям грунту, позначається життя організмів, ставляться її фізична структура, тобто. нахил, глибина та гранулометрія, хімічний склад самого ґрунту та циркулюючих у ньому речовин - газів (при цьому необхідно з'ясувати умови її аерації), води, органічних та мінеральних речовин, що знаходяться у формі іонів.

Основною характеристикою ґрунту, що має велике значенняяк для рослин, так і для тварин, що риють, є розмір її частинок.

Наземні ґрунтові умови визначаються кліматичними факторами. Навіть на незначній глибині у ґрунті панує повна темрява, і ця властивість – характерна рисамісцеперебування тих видів, які уникають світла. У міру занурення в ґрунт коливання температури стають все менш значними: за добові зміни швидко згасають, а починаючи з відомої глибини, згладжуються і її сезони відмінності. Добові температурні відмінності зникають вже на глибині 50 см. У міру занурення в ґрунт вміст кисню в ньому зменшується, а 2 збільшується. На значній глибині умови наближаються до анаеробних, де й мешкають деякі анаеробні бактерії. Вже дощові черв'яки вважають за краще середовище з вищим, ніж в атмосфері, вмістом СО 2 .

Вологість ґрунту надзвичайно важлива характеристика, особливо для рослин, що виростають на ній. Вона залежить від численних факторів: режиму дощів, глибини залягання шару, а також фізичних та хімічних властивостей ґрунту, частинки якого в залежності від їх розміру, вмісту органічної речовини тощо. Флора сухих і вологих грунтів неоднакова і цих грунтах не можна розводити одні й самі культури. Фауна грунту також дуже чутлива до її вологості і, як правило, не переносить занадто великої сухості. Загальновідомим прикладом є дощові черв'яки та терміти. Останні іноді змушені постачати водою свої колонії, проробляючи підземні галереї на великій глибині. Однак надто високий вміст води у ґрунті вбиває личинки комах у великих кількостях.

Мінеральні речовини, необхідні для харчування рослин, знаходяться у ґрунті у вигляді розчинених у воді іонів. У ґрунті можна виявити по Крайній мірісліди понад 60 хімічних елементів. С0 2 і азот містяться в велику кількість; вміст інших, наприклад, нікелю або кобальту, вкрай незначний. Деякі іони є для рослин отрутою, інші навпаки життєво необхідним. Концентрація у ґрунті іонів водню – рН – у середньому близька до нейтрального значення. Флора таких грунтів особливо багата на види. Вапняні та засолені ґрунти мають лужний рН порядку 8-9; на сфагнумних торфовищах кислий рН може падати до 4.

Деякі іони мають велике екологічне значення. Вони можуть спричинити елімінацію багатьох видів і, навпаки, сприяти розвитку досить своєрідних форм. Ґрунти, що залягають на вапняках, дуже багаті на іон Са +2 ; ними розвивається специфічна рослинність, звана кальцефитной (у горах едельвейс; багато видів орхідей). На відміну від цієї рослинності, існує кальцефобна рослинність. До неї відносяться каштан, папороть орляк, більшість вересових. Таку рослинність називають іноді крем'яною, оскільки землі, бідні на кальцій, містять відповідно більше кремнію. Фактично ця рослинність не віддає перевагу безпосередньо кремнію, а просто уникає кальцію. Деякі тварини мають органічну потребу в кальції. Відомо, що кури перестають нести яйця у твердій шкаралупі, якщо курник розташований у місцевості, ґрунт якої бідний на кальцій. Зона вапняків рясно заселена раковинними черевоногими молюсками (равликами), які широко представлені тут у видовому відношенні, але майже повністю зникають на гранітних масивах.

На ґрунтах, багатих іоном 0 3 також розвивається специфічна флора, звана нітрофільною. Органічні залишки, що часто зустрічаються на них, містять азот, розкладаються бактеріями спочатку до амонійних солей, потім до нітратів і, нарешті до нітратів. Рослини цього утворюють, наприклад, густі зарості в горах біля вигонів для худоби.

У ґрунті містяться також органічні речовини, що утворюються при розкладанні мертвих рослин та тварин. Вміст цих речовин із збільшенням глибини падає. У лісі, наприклад, важливим джерелом їх надходження є підстилка з опалого листя, причому підстилка від листяних порід у цьому відношенні багатша за хвойну. Нею харчуються організми деструктори – рослини сапрофіти та тварини сапрофаги. Сапрофіти представлені в основному бактеріями та грибами, але серед них можна зустріти і вищі рослини, що втратили хлорофіл як вторинний пристрій. Такі, наприклад, орхідеї.

5. Різні середовища життя

На думку більшості авторів, що вивчають виникнення життя на Землі, еволюційно первинним середовищем життя було саме водне середовище. Цьому становищу ми знаходимо чимало непрямих доказів. Насамперед більшість організмів не здатні до активної життєдіяльності без надходження води в організм або, принаймні, без збереження певного вмісту рідини всередині організму.

Мабуть, головною відмінністю водного середовища є її відносна консервативність. Скажімо, амплітуда сезонних чи добових коливань температури у водному середовищі набагато менша, ніж у наземно-повітряному. Рельєф дна, відмінність умов на різних глибинах, наявність коралових рифів та ін. створюють різноманітність умов у водному середовищі.

Особливості водного середовища походять з фізико-хімічних властивостей води. Так, велике екологічне значення мають висока щільність та в'язкість води. Питома маса води можна порівняти з такої тіла живих організмів. Щільність води приблизно в 1000 разів вище за щільність повітря. Тому водні організми (особливо активно рухаються) стикаються з великою силою гідродинамічного опору. Еволюція багатьох груп водних тварин з цієї причини йшла у напрямку формування форми тіла та типів руху, що знижують лобовий опір, що призводить до зниження енерговитрат на плавання. Так, обтічна форма тіла зустрічається у представників різних групорганізмів, що у воді, - дельфінів (ссавців), костистих і хрящових риб.

Висока щільність води також є причиною того, що механічні коливання (вібрації) добре поширюються у водному середовищі. Це мало важливе значення в еволюції органів чуття, орієнтації у просторі та комунікації між водними мешканцями. Вчетверо більша, ніж у повітрі, швидкість звуку у водному середовищі визначає більш високу частоту ехолокаційних сигналів.

У зв'язку з високою щільністю водного середовища її мешканці позбавлені обов'язкового зв'язку з субстратом, який характерний для наземних форм і пов'язаний із силами гравітації. Тому є ціла група водних організмів (як рослин, так і тварин), які існують без обов'язкового зв'язку з дном або іншим субстратом, що "парять" у водній товщі.

Наземно-повітряне середовище характеризується величезним розмаїттям умов існування, екологічних ніш і організмів, що їх заселяють.

Основними особливостями назменно-повітряного середовища є велика амплітуда зміни екологічних факторів, неоднорідність середовища, вплив сил земного тяжіння, низька щільність повітря. Комплекс фізико-географічних та кліматичних факторів, властивих певній природній зоні, призводить до еволюційного становлення морфофізіологічних адаптацій організмів до життя в цих умовах, різноманітності форм життя.

Атмосферне повітря відрізняється низькою та мінливою вологістю. Ця обставина багато в чому лімітувала (обмежувала) можливості освоєння наземно-повітряного середовища, а також спрямовувала еволюцію водно-сольового обміну та структури органів дихання.

Ґрунт є результатом діяльності живих організмів.

Важливою особливістю ґрунту є наявність певної кількості органічної речовини. Воно утворюється внаслідок відмирання організмів та входить до складу їх екскретів (виділень).

Умови ґрунтового довкілля визначають такі властивості ґрунту як його аерація (тобто насиченість повітрям), вологість (присутність вологи), теплоємність та термічний режим (добовий, сезонний, різнорічний перебіг температур). Термічний режим, порівняно з наземно-повітряним середовищем, консервативніший, особливо на великій глибині. Загалом грунт відрізняється досить стійкими умовами життя.

Вертикальні відмінності характерні й інших властивостей грунту, наприклад, проникнення світла, природно, залежить від глибини.

Для ґрунтових організмів характерні специфічні органи та типи руху (риючі кінцівки у ссавців; здатність до зміни товщини тіла; наявність спеціалізованих головних капсул у деяких видів); форми тіла (округла, вільковата, червоподібна); міцні та гнучкі покриви; редукція очей та зникнення пігментів. Серед ґрунтових мешканців широко розвинена сапрофагія – поїдання трупів інших тварин, гниючих залишків тощо.

Висновок

Вихід однієї з екологічних чинників межі мінімальних (порогових) чи максимальних (екстремальних) значень (властивої виду зони толерантності) загрожує загибеллю організму навіть за оптимальному поєднанні інших чинників. Прикладами можуть бути: поява кисневої атмосфери, льодовиковий період, посуха, зміна тиску під час підйому водолазів тощо.

Кожен екологічний чинник неоднаково впливає різні види організмів: оптимум для одних може бути песимумом для інших.

Організми, що на поверхні Землі піддаються впливу потоку енергії, в основному сонячної енергії, а також довготривалого теплового випромінювання космічних тіл. Обидва ці фактори визначають кліматичні умови середовища (температура, швидкість випаровування води, рух повітря та води).

Важливим екологічним чинником є всущення повітря. Особливо для наземних організмів, що має величезне значення висушують дію повітря.

Поступаючись за своїм значенням температурі, вологість відноситься до основних екологічних факторів. Протягом більшу частину історії живої природи органічний світ було представлено виключно водними нормами організмів.

До едафічним факторам належить вся сукупність фізичних і хімічних властивостей ґрунту, здатних надавати екологічний вплив на живі організми. Вони відіграють важливу роль у житті тих організмів, які тісно пов'язані із ґрунтом. Особливо залежить від едафічних чинників рослини.

Список використаної літератури

1. Дедю І.І. Екологічний енциклопедичний словник. – Кишинів: Вид-во МСЕ, 1990. – 406 с.

2. Новіков Г.А. Основи загальної екології та охорони навколишнього середовища. - Л.: Вид-во Ленінгр. ун-ту, 1979. – 352 с.

3. Радкевич В.А. Екологія. – Мінськ: Вища школа, 1983. – 320 с.

4. Реймерс Н.Ф. Екологія: теорія, закони, правила, принципи та гіпотези. -М: Росія молода, 1994. - 367 с.

5. Ріклефс Р. Основи загальної екології. - М: Мир, 1979. - 424 с.

6. Степановських А.С. Екологія. – Курган: ДІВП «Зауралля», 1997. – 616 с.

7. Христофорова Н.К. Основи екології. – Владивосток: Дальнаука, 1999. –517 с.

Це будь-які чинники середовища, куди організм реагує пристосувальними реакціями.

Середовище - одне з основних екологічних понять, під яким мається на увазі комплекс навколишніх умов, що впливають на життєдіяльність організмів. У широкому значенні під навколишнім середовищем розуміють сукупність матеріальних тіл, явищ та енергії, що впливають на організм. Можливо і конкретніше, просторове розуміння середовища як безпосереднього оточення організму - його місце існування. Середовище - це все те, серед чого живе організм, це частина природи, що оточує живі організми і надає на них прямий або опосередкований вплив. Тобто. елементи довкілля, які для даного організмуабо виду не байдужі і так чи інакше впливають на нього, є по відношенню до нього факторами.

Складові частини середовища різноманітні і мінливі, тому живі організми постійно пристосовуються і регулюють свою життєдіяльність відповідно до варіацій параметрів зовнішнього оточення. Такі пристрої організмів звуться адаптації і дозволяють їм виживати і розмножуватися.

Усі екологічні фактори ділять на

Абіотичні фактори - прямо або опосередковано діють на організм фактори неживої природи - світло, температура, вологість, хімічний склад повітряного, водного та ґрунтового середовища та ін. .
Біотичні фактори - всі форми впливу на організм з боку живих істот (мікроорганізмів, вплив тварин на рослини і навпаки).
Антропогенні фактори - різноманітні форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи як довкілля інших видів або безпосередньо позначаються на їхньому житті.

Екологічні чинники впливають на живі організми

як подразники, що викликають пристосувальні зміни фізіологічних та біохімічних функцій;
як обмежувачі, що зумовлюють неможливість існування в цих умовах;
як модифікатори, що викликають структурно-функціональні зміни в організмах, та як сигнали, що свідчать про зміни інших факторів середовища.

У цьому можна встановити загальний характер впливу екологічних чинників живий організм.

Будь-який організм має специфічний комплекс пристосувань до чинників середовища проживання і благополучно існує лише певних межах їх змінюваності. Найсприятливіший для життєдіяльності рівень чинника називається оптимальним.

При невеликих значеннях або надмірному впливі фактора життєва активність організмів різко падає (помітно пригнічується). Діапазон дії екологічного фактора (область толерантності) обмежений точками мінімуму та максимуму, що відповідають крайнім значенням даного фактора, за яких можливе існування організму.

Верхній рівень чинника, поза яким життєдіяльність організмів стає неможливою, називається максимумом, а нижній - мінімумом (рис.). Звичайно, для кожного організму характерні свої максимуми, оптимуми та мінімуми екологічних факторів. Наприклад, кімнатна муха витримує коливання температури від 7 до 50 ° С, а людська аскарида живе лише за температури тіла людини.

Крапки оптимуму, мінімуму і максимуму становлять три кардинальні точки, що визначають можливості реакції організму на цей фактор. Крайні точкикривою, що виражають стан пригнічення при нестачі чи надлишку фактора, називають областями песимуму; їм відповідають песимальні значення фактора. Поблизу критичних точок лежать сублетальні величини фактора, а поза зони толерантності - летальні зони фактора.

Умови середовища, за яких будь-який фактор або їх сукупність виходить за межі зони комфорту і чинить пригнічуючу дію, в екології часто називають крайніми, граничними (екстремальними, важкими). Вони характеризують не тільки екологічні ситуації (температура, солоність), а й такі місцеперебування, де умови близькі до меж можливості існування для рослин та тварин.

На будь-який живий організм одночасно впливає комплекс факторів, але один з них є обмежуючим. Фактор, що ставить рамки для існування організму, виду чи спільноти, називається лімітуючим (обмежуючим). Наприклад, поширення багатьох тварин і рослин на північ обмежується недоліком тепла, тоді як на півдні обмежуючим фактором для тих самих видів може виявитися недолік вологи або необхідної їжі. Проте межі витривалості організму стосовно лімітуючого чинника залежить від рівня інших чинників.

Для деяких організмів потрібні умови, обмежені вузькими межами, т. е. діапазон оптимуму перестав бути постійним виду. Оптимум впливу фактора різний і в різних видів. Розмах кривої, т. е. відстань між пороговими точками, показує зону дії екологічного чинника на організм (рис. 104). В умовах, близьких до граничної дії фактора, організми почуваються пригнічено; вони можуть існувати, але не досягають повного розвитку. Рослини зазвичай не плодоносять. У тварин, навпаки, прискорюється статева зрілість.

Величина діапазону дії фактора і особливо зони оптимуму дозволяє судити про витривалість організмів по відношенню до даного елемента середовища, свідчить про їхню екологічну амплітуду. У зв'язку з цим організми, які можуть жити у досить різноманітних умовах зовнішнього середовища, називаються зврібіонтними (від грец. "Еврос" - широкий). Наприклад, ведмідь бурий живе в умовах холодного та теплого клімату, у сухих та вологих районах, харчується різноманітною рослинною та тваринною їжею.

По відношенню до приватних факторів середовища використовують термін, що починається з тієї ж приставки. Наприклад, тварини, здатні існувати у широкому діапазоні температур, називаються евритермними, а організми, здатні жити лише у вузьких температурних інтервалах, відносяться до стенотермних. За цим принципом організм може бути евригидридным чи стеногидридным залежно з його реакцію коливання вологості; евригалінним або стеногалінним - залежно від здатності переносити різні значення солоності середовища тощо.

Існують також поняття екологічної валентності, яка є здатністю організму заселяти різноманітні середовища, та екологічної амплітуди, що відображає ширину діапазону фактора або ширину зони оптимуму.

Кількісні закономірності реакції організмів на вплив екологічного чинника різняться відповідно до умов їх проживання. Стенобіонтність чи еврибіонтність не характеризує специфічність виду стосовно будь-якого екологічного фактора. Наприклад, деякі тварини приурочені до вузького діапазону температур (тобто стенотермни) і можуть існувати у широкому діапазоні солоності середовища (евригалинные).

Фактори довкілля впливають на живий організм одночасно і спільно, причому дія одного з них певною мірою залежить від кількісного вираження інших факторів - світла, вологості, температури, навколишніх організмів і т. п. Ця закономірність отримала назву взаємодії факторів. Іноді нестача одного фактора частково компенсується посиленням діяльності іншого; проявляється часткова замінність дії екологічних факторів. У той самий час жоден із необхідних організму чинників може бути повністю замінений іншим. Фототрофні рослини не можуть рости без світла при самих оптимальних режимахтемператури чи живлення. Тому якщо значення хоча б одного з необхідних факторів виходить за межі діапазону толерантності (нижче за мінімум або вище максимуму), то існування організму стає неможливим.

Фактори середовища, що мають у конкретних умовах песимальне значення, тобто найбільш віддалені від оптимуму, особливо ускладнюють можливість існування виду в цих умовах, незважаючи на оптимальне поєднання інших умов. Ця залежність одержала назву закону обмежуючих чинників. Такі фактори, що ухиляються від оптимуму, набувають першорядного значення в житті виду або окремих особин, визначаючи їх географічний ареал.

Виявлення обмежувальних факторів дуже важливе у практиці сільського господарствадля встановлення екологічної валентності, особливо у найбільш уразливі (критичні) періоди онтогенезу тварин та рослин.

Будь-які властивості або компоненти зовнішнього середовища, що впливають на організми, називають екологічними факторами. Світло, тепло, концентрація солей у воді чи ґрунті, вітер, град, вороги та збудники хвороб – все це екологічні фактори, перелік яких може бути дуже великим.

Серед них розрізняють абіотичні, що відносяться до неживої природи, та біотичніпов'язані з впливом організмів один на одного.

Екологічні чинники надзвичайно різноманітні, і кожен вид, відчуваючи їхній вплив, відповідає на нього по-різному. Тим не менш, є деякі загальні закони, яким підкоряються реакції реакції організмів на будь-який фактор середовища.

Головний із них - закон оптимуму. Він відбиває те, як переносять живі організми різну силу впливу екологічних чинників. Сила впливу кожного їх постійно змінюється. Ми живемо у світі зі змінними умовами, і лише у певних місцях планети значення деяких чинників більш менш постійні (у глибині печер, на дні океанів).

Закон оптимуму виявляється у тому, що будь-який екологічний фактор має певні межі. позитивного впливуна живі організми.

При відхиленні цих меж знак впливу змінюється на протилежний. Наприклад, тварини та рослини погано переносять сильну спеку та сильні морози; Оптимальними є середні температури. Так само і посуха, і постійні зливи однаково несприятливі для врожаю. Закон оптимуму свідчить про міру кожного чинника життєздатності організмів. На графіці він виражається симетричною кривою, що показує, як змінюється життєдіяльність виду за поступового збільшення впливу чинника (рис. 13).

Малюнок 13. Схема впливу чинників середовища на живі організми. 1,2 - критичні точки
(Для збільшення зображення натисніть на малюнок)

У центрі під кривою - зона оптимуму. При оптимальних значеннях фактора організми активно зростають, харчуються, розмножуються. Чим більше відхиляється значення фактора вправо чи вліво, тобто у бік зменшення чи збільшення сили дії, тим менш сприятливо для організмів. Крива, що відбиває життєдіяльність, різко спускається вниз по обидва боки оптимуму. Тут розташовуються дві зони песимуму. При перетині кривої з горизонтальною віссю знаходяться дві критичні точки. Це такі значення чинника, які організми не витримують, поза межами настає смерть. Відстань між критичними точками показує ступінь витривалості організмів зміну фактора. Умови, близькі до критичних точок, особливо тяжкі для виживання. Такі умови називають екстремальними.

Якщо накреслити криві оптимуму будь-якого чинника, наприклад, температури, для різних видів, то вони не збігатимуться. Часто те, що є оптимальним для одного виду, для іншого є песимум або навіть знаходиться за межами критичних точок. Верблюди та тушканчики не могли б жити в тундрі, а північні олені та лемінги – у спекотних південних пустелях.

Екологічне розмаїття видів проявляється у становищі критичних точок: в одних вони зближені, в інших - широко розставлені. Це означає, що ряд видів може жити тільки в дуже стабільних умовах, при незначній зміні екологічних факторів, інші витримують широкі їх коливання. Наприклад, рослина недоторка в'яне, якщо повітря не насичене водяними парами, а ковила добре переносить зміни вологості і не гине навіть у посуху.

Таким чином, закон оптимуму показує нам, що для кожного виду є свій захід впливу кожного фактора. І зменшення, і посилення впливу за межами цього заходу веде до загибелі організмів.

Для розуміння зв'язку видів із середовищем не менш важливий закон обмежуючого фактора.

У природі на організми одночасно впливає цілий комплекс факторів середовища у різних комбінаціях та з різною силою. Виділити роль кожного з них непросто. Який із них означає більше, ніж інші? Те, що ми знаємо про закон оптимуму, дозволяє зрозуміти, що немає цілком позитивних чи негативних, важливих чи другорядних чинників, проте залежить від сили впливу кожного.

Закон обмежує чинника свідчить, що найбільш значимий той чинник, який найбільше відхиляється від оптимальних для організму значень.

Саме від нього і залежить у цей конкретний період виживання особин. В інші відрізки часу обмежують можуть стати інші фактори, і протягом життя організми зустрічаються з різними обмеженнями своєї життєдіяльності.

З законами оптимуму та обмежуючого чинника постійно стикається практика сільського господарства. Наприклад, зростання та розвиток пшениці, а отже, і одержання врожаю постійно обмежуються то критичними температурами, то недоліком чи надлишком вологи, то нестачею мінеральних добрив, а іноді й такими катастрофічними впливами, як град та бурі. Потрібно багато сил і засобів, щоб підтримувати оптимальні умови для посівів, і при цьому насамперед компенсувати чи пом'якшувати дію саме факторів, що обмежують.

Умови проживання різних видів напрочуд різноманітні. Одні з них, наприклад, деякі дрібні кліщики або комахи, все життя проводять усередині листа рослини, який для них - цілий світ, інші освоюють величезні та різноманітні простори, як, наприклад, північні олені, кити в океані, перелітні птахи.

Залежно від цього, де живуть представники різних видів, ними діють різні комплекси екологічних чинників. На нашій планеті можна виділити декілька основних середовищ життя, що сильно розрізняються за умовами існування: водну, наземно-повітряну, ґрунтову. Середовищем проживання служать також самі організми, в яких живуть інші.

Водне середовище життя.Усі водяні, незважаючи на відмінності в способі життя, повинні бути пристосовані до головних особливостей свого середовища. Ці особливості визначаються насамперед фізичними властивостями води: її щільністю, теплопровідністю, здатністю розчиняти солі та гази.

густинаводи визначає її значну силу, що виштовхує. Це означає, що у воді полегшується вага організмів і з'являється можливість вести постійне життя у воді, не опускаючись на дно. Безліч видів, переважно дрібних, нездатних до швидкого активного плавання, ніби ширяють у воді, перебуваючи в ній у зваженому стані. Сукупність таких дрібних водних мешканців отримала назву планктон. До складу планктону входять мікроскопічні водорості, дрібні рачки, ікра та личинки риб, медузи та багато інших видів. Планктонні організми переносяться течіями не в змозі протистояти їм. Наявність у воді планктону уможливлює фільтраційний тип харчування, тобто відціджування, за допомогою різних пристосувань, зважених у воді дрібних організмів і харчових частинок. Воно розвинене і у плаваючих, і у сидячих донних тварин, таких як морські лілії, мідії, устриці та інші. Сидячий спосіб життя був би неможливим у водних жителів, якби не було планктону, а він, у свою чергу, можливий лише в середовищі з достатньою щільністю.

Щільність води ускладнює активне пересування в ній, тому тварини, що швидко плавають, такі, як риби, дельфіни, кальмари, повинні мати сильну мускулатуру і обтічну форму тіла. У зв'язку з високою щільністю води тиск із глибиною сильно зростає. Глибоководні жителі здатні переносити тиск, який у тисячі разів вищий, ніж на поверхні суші.

Світло проникає у воду лише на невелику глибину, тому рослинні організми можуть існувати лише у верхніх горизонтах водної товщі. Навіть у найчистіших морях фотосинтез можливий лише до глибин у 100-200 м. На великих глибинах рослин немає, а глибоководні тварини живуть у повній темряві.

Температурний режиму водоймах більш м'який, ніж суші. Через високу теплоємність води коливання температури в ній згладжені, і водні жителі не стикаються з необхідністю пристосовуватися до сильним морозамабо сорокаградусної спеки. Тільки в гарячих джерелах температура води може наближатися до точки кипіння.

Одна із складностей життя водних мешканців - обмежена кількістькисню. Його розчинність не дуже велика і, до того ж, сильно зменшується при забрудненні або нагріванні води. Тому у водоймах іноді бувають замори- масова загибель мешканців через брак кисню, що настає з різних причин.

Сольовий складсередовища також є дуже важливим для водних організмів. Морські краєвидине можуть жити в прісних водах, а прісноводні – у морях через порушення роботи клітин.

Наземно-повітряне середовище життя.Це середовище відрізняється іншим набором особливостей. Вона загалом складніша і різноманітніша, ніж водна. У ній багато кисню, багато світла, більше різкі змінитемператури в часі та в просторі, значно слабші за перепади тиску і часто виникає дефіцит вологи. Хоча багато видів можуть літати, а дрібні комахи, павуки, мікроорганізми, насіння та суперечки рослин переносяться повітряними течіями, харчування та розмноження організмів відбувається на поверхні землі чи рослин. У такому малощільному середовищі, як повітря, організмам необхідна опора. Тому в наземних рослинрозвинені механічні тканини, а у наземних тварин сильніше, ніж у водяних, виражений внутрішній або зовнішній скелет. Низька щільністьповітря полегшує пересування у ньому.

М. С. Гіляров (1912-1985) великий зоолог, еколог, академік, засновник широких досліджень світу ґрунтових тварин пасивний політ освоїли близько двох третин мешканців суші. Більшість із них - комахи та птахи.

Повітря – поганий провідник тепла. Цим полегшується можливість збереження тепла, що виробляється всередині організмів, та підтримання постійної температури у теплокровних тварин. Сам розвиток теплокровності став можливим у наземному середовищі. Предки сучасних водних ссавців – китів, дельфінів, моржів, тюленів – колись жили на суші.

У наземних жителів дуже різноманітні пристрої, пов'язані із забезпеченням себе водою, особливо в посушливих умовах. У рослин це потужна коренева система, водонепроникний шар на поверхні листя та стебел, здатність до регуляції випаровування води через продихи. У тварин також різні особливості будови тіла і покривів, але, крім того, підтримці водного балансу сприяє і відповідна поведінка. Вони можуть, наприклад, здійснювати міграції до водопоїв або активно уникати умов, що особливо висушують. Деякі тварини можуть жити все життя взагалі на сухому кормі, як, наприклад, тушканчики або всім відома моль. В цьому випадку вода, необхідна організму, виникає за рахунок окислення складових частинїжі.

У житті наземних організмів велику роль грають і багато інших екологічних факторів, наприклад, склад повітря, вітри, рельєф земної поверхні. Особливо важливі погода та клімат. Мешканці наземно-повітряного середовища повинні бути пристосовані до клімату тієї частини Землі, де вони живуть, та переносити мінливість погодних умов.

Ґрунт як середовище життя.Грунт є тонким шаром поверхні суші, переробленим діяльністю живих істот. Тверді частки пронизані в грунті порами і порожнинами, заповненими частково водою, а частково повітрям, тому здатні населяти грунт і дрібні водні організми. Об'єм дрібних порожнин у ґрунті - дуже важлива її характеристика. У пухких ґрунтах він може становити до 70%, а в щільному - близько 20%. У цих порах і порожнинах або на поверхні твердих частинок мешкає безліч мікроскопічних істот: бактерій, грибів, найпростіших, круглих хробаків, членистоногих. Найбільші тварини прокладають у ґрунті ходи самі. Весь ґрунт пронизаний корінням рослин. Глибина грунту визначається глибиною проникнення коренів і діяльністю тварин, що риють. Вона становить трохи більше 1,5-2 м.

Повітря в грунтових порожнинах завжди насичене водяними парами, а склад його збагачений вуглекислим газомі збіднений киснем. Цим умови життя у ґрунті нагадують водне середовище. З іншого боку, співвідношення води та повітря у ґрунтах постійно змінюється залежно від погодних умов. Температурні коливання дуже різкі біля поверхні, але швидко згладжуються з глибиною.

Головна особливість ґрунтового середовища - постійне надходження органічної речовини в основному за рахунок відмираючих коренів рослин і опадаючого листя. Це цінне джерело енергії для бактерій, грибів та багатьох тварин, тому ґрунт - найбільш насичене життям середа. Її прихований від очей світ дуже багатий та різноманітний.

За зовнішнім виглядом різних видів тварин і рослин можна зрозуміти, не тільки в якому середовищі вони мешкають, але і який спосіб життя в ньому ведуть.

Якщо перед нами чотирилапа тварина з сильно розвиненою мускулатурою стегон на задніх кінцівкахі набагато слабшою – на передніх, які до того ж і вкорочені, з відносно короткою шиєю та довгим хвостом, то ми з упевненістю можемо сказати, що це – наземний стрибун, здатний до швидких та маневрених рухів, мешканець відкритих просторів. Так виглядають і знамениті австралійські кенгуру, і пустельні азіатські тушканчики, і африканські стрибунці, і багато інших ссавців, що стрибають - представники різних загонів, що живуть на різних континентах. Вони мешкають у степах, преріях, саванах – там, де швидке пересування землею – головний засіб порятунку від хижаків. Довгий хвіст служить балансиром при швидких поворотах, інакше тварини втрачали б рівновагу.

Стегна сильно розвинені на задніх кінцівках і у комах, що стрибають, - сарани, коників, бліх, жуків-листоблошок.

Компактне тіло з коротким хвостом і короткими кінцівками, з яких передні дуже потужні і виглядають схожими на лопату або граблі, підсліпуваті очі, коротка шия і коротке, як би підстрижене, хутро говорять нам про те, що перед нами підземне звірятко, що риє нори та галереї . Це може бути і лісовий кріт, і степовий сліпий, і австралійський сумчастий кріт, і багато інших ссавців, які ведуть подібний спосіб життя.

Комахи, що роють, - капустянки також відрізняються компактним, кремезним тілом і потужними передніми кінцівками, схожими на зменшений ківш бульдозера. На вигляд вони нагадують маленького крота.

Всі літаючі види мають розвинені широкі площини - крила у птахів, кажанів, комах або складки шкіри, що розправляються, з боків тіла, як у плануючих летяг або ящірок.

Організми, що розселяються шляхом пасивного польоту, з потоками повітря, характеризуються дрібними розмірами та дуже різноманітною формою. Однак у всіх є одна загальна риса- Сильне розвиток поверхні в порівнянні з вагою тіла. Це досягається різними шляхами: за рахунок довгих волосків, щетинок, різноманітних виростів тіла, його подовження або сплощення, полегшення питомої ваги. Так виглядають і дрібні комахи, і плоди-летучки рослин.

Зовнішню схожість, що виникає у представників різних неспоріднених груп і видів у результаті подібного способу життя, називають конвергенцією.

Вона зачіпає переважно ті органи, які безпосередньо взаємодіють із зовнішнім середовищем, і набагато слабше проявляється у будові внутрішніх систем- травної, видільної, нервової.

Форма рослини визначає особливості його відносин із зовнішнім середовищем, наприклад спосіб перенесення холодної пори року. У дерев та високих чагарників найвищі гілки.

Форма ліани - зі слабким стволом, що обвиває інші рослини, може бути як у деревних, так і у трав'янистих видів. До них належать виноград, хміль, лугова повилика, тропічні ліани. Обвиваючи стовбури та стебла прямостоячих видів, ліаноподібні рослини виносять своє листя та квітки до світла.

У подібних кліматичних умовах на різних материках виникає подібний зовнішній вигляд рослинності, яка складається з різних, часто зовсім не споріднених видів.

Зовнішню форму, що відбиває спосіб взаємодії із середовищем проживання, називають життєвою формою виду. Різні види можуть мати подібну життєву формуякщо ведуть близький спосіб життя.

Життєва форма виробляється у ході вікової еволюції видів. Ті види, що розвиваються з метаморфозом, протягом життєвого циклузакономірно змінюють свою життєву форму. Порівняйте, наприклад, гусеницю і дорослого метелика або жабу та її пуголовка. Деякі рослини можуть набувати різної життєвої форми залежно від умов зростання. Наприклад, липа або черемха можуть бути і деревом, що прямо стоїть, і кущем.

Співтовариства рослин та тварин стійкіші та повноцінніші, якщо вони включають представників різних життєвих форм. Це означає, що таке співтовариство повніше використовує ресурси середовища проживання і має різноманітні внутрішні зв'язку.

Склад життєвих форм організмів у спільнотах служить як би індикатором особливостей навколишнього середовища і змін, що відбуваються в ній.

Інженери, що конструюють літальні апарати, уважно вивчають різні життєві форми комах, що літають. Створено моделі машин з польотом, що махає, за принципом руху в повітрі двокрилих і перетинчастокрилих. У сучасної технікисконструйовано крокуючі машини, а також роботи з важільним та гідравлічним способом руху, як у тварин різних життєвих форм. Такі машини здатні пересуватися крутими схилами і бездоріжжям.

Життя на Землі розвивалося в умовах регулярної зміни дня і ночі та чергування пір року через обертання планети навколо своєї осі та навколо Сонця. Ритміка довкілля створює періодичність, т. е. повторюваність умов у житті більшості видів. Регулярно повторюються як критичні, важкі для виживання періоди, і сприятливі.

Пристосованість до періодичних змін довкілля виявляється у живих істот як безпосередньої реакцією на мінливі чинники, а й у спадково закріплених внутрішніх ритмах.

Добові ритми.Добові ритми пристосовують організми до зміни дня та ночі. У рослин інтенсивне зростання, розпускання квіток присвячені певному часу доби. Тварини протягом доби сильно змінюють активність. За цією ознакою розрізняють денні та нічні види.

Добовий ритм організмів - це відображення зміни зовнішніх умов. Якщо помістити людину, чи тварин, чи рослини у постійну, стабільну обстановку без зміни дня й ночі, то зберігається ритміка процесів життєдіяльності, близька до добової. Організм як би живе за своїми внутрішнім годинником, відраховуючи час.

Добовий ритм може захоплювати багато процесів в організмі. У людини близько 100 фізіологічних характеристикпідкоряються добовому циклу: частота скорочення серця, ритм дихання, виділення гормонів, секрет травних залоз, кров'яний тиск, температура тіла та багато інших. Тому, коли людина не спить замість сну, організм все одно налаштований на нічний стан і безсонні ночі погано позначаються на здоров'ї.

Однак добові ритми проявляються не в усіх видів, а лише в тих, у яких зміна дня і ночі відіграє важливу екологічну роль. Мешканці печер або глибоких вод, де такої зміни немає, живуть за іншими ритмами. Та й серед наземних мешканців добова періодичність виявляється не у всіх.

У дослідах за строго постійних умов плодові мушки-дрозофіли зберігають добовий ритм протягом десятків поколінь. Ця періодичність передається в них у спадок, як і в багатьох інших видів. Так глибокі пристосувальні реакції, пов'язані з добовою циклікою довкілля.

Порушення добової ритміки організму за умов нічний роботи, космічних польотів, підводного плавання тощо представляють серйозну медичну проблему.

Річні ритми.Річні ритми пристосовують організми до сезонної зміни умов. У житті видів періоди зростання, розмноження, лінек, міграцій, глибокого спокою закономірно чергуються і повторюються таким чином, що критичну пору року організми зустрічають у найстійкішому стані. Найуразливіший же процес - розмноження та вирощування молодняку - припадає на найбільш сприятливий сезон. Ця періодичність зміни фізіологічного стану протягом року багато в чому вроджена, тобто проявляється як внутрішній річний ритм. Якщо, наприклад, австралійських страусів або дикого собаку динго помістити в зоопарк Північної півкулі, період розмноження настане восени, коли в Австралії весна. Перебудова внутрішніх річних ритмів відбувається насилу, через ряд поколінь.

Підготовка до розмноження або до перезимівлі - тривалий процес, який починається в організмах задовго до критичних періодів.

Різкі короткочасні зміни погоди (літні заморозки, зимові відлиги) зазвичай не порушують річних ритмів рослин та тварин. Головний екологічний фактор, на який реагують організми у своїх річних циклах, – не випадкові зміни погоди, а фотоперіод- Зміни у співвідношенні дня і ночі.

Довжина світлового дня закономірно змінюється протягом року, і ці зміни служать точним сигналом наближення весни, літа, осені чи зими.

Здатність організмів реагувати на зміну довжини дня отримала назву фотоперіодизм.

Якщо день скорочується, види починають готуватися до зими, якщо подовжується – до активного зростання та розмноження. В цьому випадку для життя організмів важливий не сам фактор зміни довжини дня та ночі, а його сигнальне значення, що свідчить про майбутні глибокі зміни у природі.

Як відомо, довжина дня залежить від географічної широти. У північній півкулі на півдні літній день значно коротший, ніж на півночі. Тому південні та північні види по-різному реагують на ту саму величину зміни дня: південні приступають до розмноження при більш короткому дні, ніж північні.

ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

Іванова Т.В., Калінова Г.С., М'ягкова О.М. "Спільна біологія". Москва, "Освіта", 2000

Тема 18. "Середовище проживання. Екологічні фактори." Глава 1; стор 10-58
Тема 19. "Населення. Типи взаємовідносин організмів." розділ 2 §8-14; стор 60-99; розділ 5 § 30-33
Тема 20. "Екосистеми." розділ 2 §15-22; стор 106-137
Тема 21. "Біосфера. Кругообіги речовин." розділ 6 §34-42; стор 217-290

контрольна робота

1. Світло як екологічний чинник. Роль світла у житті організмів

Ступінь ослаблення сонячного світла та космічного випромінювання залежить від довжини хвилі (частоти) світла. Ультрафіолетове випромінювання із довжиною хвилі менше 0,3 мкм майже не проходить через озоновий шар (на висоті близько 25 км). Таке випромінювання є небезпечним для живого організму зокрема для протоплазми.

У живій природі світло єдине джерело енергії, всі рослини, крім бактерій? фотосинтезують, тобто. синтезують органічні речовини з неорганічних речовин (тобто з води, мінеральних солей та СО 2 - за допомогою променистої енергії в процесі асиміляції). Усі організми залежить від живленні від земних фотосинтезирующих тобто. хлорофілоносних рослин.

Деякі організми здатні розрізнити довжину хвилі. Вони мають спеціальні світлосприйняті системи і мають кольоровий зір, які мають величезне значення в їхній життєдіяльності. Багато комах чутливі до короткохвильового випромінювання, яке людина не сприймає. Нічні метелики добре сприймають ультрафіолетові промені. Бджоли та птахи точно визначають своє місцезнаходження та орієнтуються на місцевості навіть уночі.

1. Світлолюбні, сонцелюбні або геліофіти – які здатні нормально розвиватися тільки під сонячними променями.

Біотичні зв'язки організмів у біоценозах. Проблема кислотних опадів

Екологічний фактор – це певна умоваабо елемент середовища, яке специфічно впливає на організм. Екологічні фактори поділяються на абіотичні, біотичні та антропогенні...

Вода та здоров'я: різні аспекти

Вода - найбільший за обсягом споживання продукт харчування в раціоні людини. Вода-це універсальна речовина, без якої неможливе життя. Вода - неодмінна складова всього живого. У рослинах міститься до 90% води.

Захист навколишнього природного середовища

Значення рослинності в природі та житті людини дуже велике. Зелені рослини завдяки фотосинтезу та виділенню забезпечують існування життя на Землі. Фотосинтез - складний біохімічний процес.

Основні питання екології

Природні ресурси- це компоненти природи, використовувані людиною у його господарську діяльність. Природні ресурси відіграють винятково важливу роль у життєдіяльності людини.

Охорона тваринного світу

Різноманітність тварин надзвичайно важлива насамперед для основного процесу - біотичного круговороту речовин та енергії. Один вид не здатний у будь-якому біогеоценозі розщепити органічна речовинарослин до кінцевих продуктів...

Пристосування рослин до водного режиму

екологічна водаНаземна рослина Тіло рослини на 50-90% складається з води. Особливо багата на воду цитоплазма (85-90%), багато її і в органелах клітини. Вода має першорядне значення у житті рослин.

Проблеми екології та середовища життя

Кожна людина повинна дбати про забезпечення здорового довкілля, постійно захищати рослинний та тваринний світ, повітря, воду та грунт від шкідливих наслідківгосподарської діяльності...

Руйнування озонового шару. Методи боротьби

Іони повітря бувають позитивними та негативними. Процес утворення заряду на молекулі називається іонізацією, а заряджена молекула – іоном чи аероіоном. Якщо іонізована молекула осіла на частинці або порошинці.

Рельєф як екологічний фактор

Для менших, ніж гори, форм рельєфу - розчленованих височин - зміна ландшафтів і, зокрема рослинного покриву, з висотою виражено дуже слабко. У лісовій зоні домішки дуба та ясена у деревостоях приурочені до підвищених місць.

Роль кисню, світла та звуку у життєдіяльності риб

риба кисень світло звук життєдіяльність У житті живих організмів найважливішу роль відіграє ультрафіолетове випромінювання в діапазоні 295-380 нм, видима частина спектру та ближнє інфрачервоне випромінювання з довжиною хвилі до 1100 нм. Процеси...

Температура є найважливішим екологічним чинником. Температура дуже впливає на багато сторін життєдіяльності організмів їх географії поширення.

Світло, температура та вологість, як екологічні фактори

Спочатку всі організми були водними. Завоювавши суходіл, не втратили залежності від води. Складовою всіх живих організмів є вода. Вологість - це кількість водяної пари в повітрі. Без вологості чи води немає життя.

Соціально-екологічний фактор як основа формування підходу до розвитку сучасного міста

екогород екосіті В Останнім часому сучасних містах різко загострилися проблеми соціального, економічного та екологічного характеру. За останні 40 років різко зросло господарське навантаження на природні комплекси.

Людина та біосфера

Вивченням ритмів активності та пасивності, що протікають у нашому організмі, займається особлива наука – біоритмологія. Відповідно до цієї науки, більшість процесів, що відбуваються в організмі, синхронізовані з періодичними сонячно-місячно-земними...

Економічний розвиток та екологічний фактор

В основі будь-якого економічного розвитку лежать три фактори економічного зростання: трудові ресурси, штучно створені засоби виробництва (капітал або штучний капітал), природні ресурси.