Друкувати книгуДрукувати книгу

ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

Екологічні фактори

Сайт: Підготовка до ЗНО - Освітній портал "Академія"
Курс: Підготовка до ЗНО з біології
Книга: ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ
Надруковано: Гість
Дата: Thursday 8 December 2022 10:33 PM

1. ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

Екологія – галузь знань, що вивчає взаємозв'язок організмів та їх груп з навколишнім середовищем. Термін «екологія» запропонував німецький природодослідник Е. Геккель у 1866 р. для визначення «загальної науки про зв'язок організмів із оточуючим середовищем». Як самостійна наука екологія відокремилась з початку ХХ ст.

Методи дослідження в екології

Спостереження – короткочасне і тривале

Екологічна індикація – визначення стану та властивостей екосистем за видовим складом і співвідношенням між собою певних (еталонних) груп видів

Екологічний моніторинг – аналіз стану екосистем (локальний, регіональний, глобальний)

Математичне моделювання – прогнозування можливих варіантів перебігу подій, їх комбінування, попередження небажаних наслідків

ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

Екологічні фактори – це умови навколишнього середовища, що мають вплив на функціонування живих організмів.

Абіотичні

Компоненти та властивості неживої природи: температура, освітленість, вологість, тиск тощо

Біотичні

Різні форми взаємодії між особинами в популяціях та між популяціями в угрупованнях

Антропогенні (антропічні)

Свідоме та несвідоме втручання людини в природні процеси

Закономірності впливу екологічних факторів на живі організми

Правило екологічної індивідуальності

Не існує двох близьких видів, подібних за своїми адаптаціями

Правило відносної незалежності адаптацій

Добра пристосованість організму до дії певного чинника не означає такої самої доброї пристосованості до інших

Закон оптимуму

Кожний фактор позитивно впливає на організм лише в певних межах

Вплив факторів

Оптимальний(оптимум)

Інтенсивність фактора найбільш сприятлива для життєдіяльності того чи іншого організму

Обмежувальний

Значення фактора виходить за межі витривалості (мінімуму та максимуму). Визначає територію розселення виду

Межа витривалості (мінімум та максимум)

Межі, за якими існування організму неможливе

 

Адапта́ція – анатомічна структура, фізіологічний процес, або реакція в поведінці організму, яка розвинулась за деякий проміжок часу в процесі еволюції таким чином, що стала підвищувати довготривалий репродуктивний успіх даного організму. Термін «адаптація» також інколи використовується як синонім природного відбору, але більшість біологів не схвалюють такого використання.

Ефект адаптації може бути показаний протягом геологічного проміжку часу, або протягом життя одного індивіда чи групи.

Організми, що адаптовані до свого оточуючого середовища, здатні до наступних дій:

·        Отримувати повітря, воду, їжу та поживні речовини;

·        Пристосовуватись до фізичних характеристик оточуючого середовища, таких як температура, освітленість та вологість;

·        Захищатись від природніх ворогів;

·        Розмножуватись;

·        Реагувати на зміни оточуючого середовища.

Адаптація – це спосіб, завдяки якому живий організм відповідає на вплив навколишнього середовища. Одна із звичайних форм фізичної адаптації називається акліматизацією.

Одне з найзагальніших явищ, які спостерігаються у природі – це сезонна періодичність.

Чіткіше вона виражена в помірних і північних широтах, де зумовлює певну ритмічність життя організмів. У мешканців тропіків сезонні зміни виявляються не так чітко, хоча вони можуть бути зумовлені чергуванням періодів дощів і посушливих періодів. Як вам відомо, обертання Землі навколо Сонця і навколо своєї осі, а також Місяця навколо Землі, зумовлюють періодичні зміни світлового режиму, температури, вологості повітря, морські припливи і відпливи.

Періодичні зміни інтенсивності екологічних факторів впливають на формування у живих істот адаптивних біологічних ритмів: добових, припливно-відпливних, сезонних, річних тощо.

З цими ритмами пов'язане явище «біологічного годинника» - здатності організмів реагувати на плин часу. Механізми цього явища ще остаточно не з'ясовано, але, безсумнівно, воно має важливе біологічне значення, оскільки дає змогу узгоджувати фізіологічні процеси організмів зі змінами в довкіллі.

Добові ритми. Унаслідок обертання Землі навколо своєї осі двічі на добу змінюється освітленість, що зумовлює коливання температури, вологості та інших абіотичних факторів, які впливають на активність організмів. Зокрема, сонячне світло визначає періодичність фотосинтезу, випаровування води рослинами, час відкривання й закривання квіток тощо.

Припливно-відпливні ритми зумовлені обертанням Місяця навколо Землі. Найчіткіше вони простежуються у мешканців припливновідпливної зони. Протягом місячної доби (24 години 50 хвилин) відбувається по два припливи і відпливи, що спонукає організми пристосовуватися до таких періодичних змін умов існування. Під час відпливів мешканці припливно-відпливної зони закривають свої черепашки (молюски), будиночки (вусоногі раки, деякі багатощетинкові черви), закопуються в пісок. Деякі види тварин (наприклад, ваблячий краб) залежно від припливу чи відпливу змінюють своє забарвлення. З ритмом припливів і відпливів пов'язане і розмноження деяких мешканців цієї зони.

Сезонні ритми пов'язані з обертанням Землі навколо Сонця, що зумовлює річні цикли змін кліматичних умов. З певною порою року в організмів пов'язані періоди розмноження, розвитку, стан зимового спокою, у тварин, зокрема, линяння, міграції, сплячка, а у листопадних рослин - щорічна зміна листя. Сезонні ритми впливають не лише на процеси життєдіяльності організмів, а й на їхню будову. Наприклад, у дафній і попелиць протягом року в особин різних поколінь закономірно змінюються розміри тіла і особливості будови певних його частин.

У багатьох організмів спостерігають багаторічні цикли, пов'язані з неперіодичними змінами сонячної активності протягом кількох років. Але такі ритми виражені не так чітко, як сезонні. Прикладом багаторічних циклів є масові розмноження перелітної сарани і деяких інших тварин.

Фотоперіодизм. Одним із провідних факторів, які впливають на біологічні ритми організмів, є фотоперіод - тривалість світлового періоду доби.

Реакції організмів на зміни фотоперіоду дістали назву фотоперіодизму.

Тривалість світлового періоду доби - це найстабільніший екологічний фактор, оскільки вона завжди постійна в даному місці в певний день року. Натомість, інші фактори (температура, вологість, тиск тощо) можуть змінюватись протягом доби.

Здатність організмів реагувати на зміни тривалості світлового періоду доби дає можливість заздалегідь пристосовуватись до сезонних змін умов довкілля. Явище фотоперіодизму властиве різним групам організмів, але найчіткіше виражене у видів, які мешкають в умовах різких сезонних змін.

Фотоперіодизм тісно пов'язаний з явищем «біологічного годинника», утворюючи досконалий механізм регулювання життєвих функцій організму.

БІОТИЧНІ ЧИННИКИ

Умовно біотичні чинники можна поділити на внутрішньовидові та міжвидові.

Внутрішньовидові чинники. Особини усередині виду дуже виливають одна на одну, що виявляється в боротьбі за територію, їжу, статевого партнера. Така внутрішньовидова конкуренція є внутрішньовидовим біотичним чинником. Якщо в лабораторних умовах простежити за ростом популяції борошняного жука, який перебуває у великій склянці з мукою, то побачимо, що кількість особин збільшується спочатку поволі, потім швидко, але поступово зростання сповільнюється і припиняється зовсім. Це пояснюється тим, що за високої густоти популяції різко підвищується інтенсивність канібалізму: рухомі стадії (личинки та дорослі особини) знищують нерухомі стадії (яйця та лялечки).

Проте взаємини особин усередині виду не обмежуються тільки конкуренцією, а можуть бути також взаємовигідними. Так, густі рослини у молодому віці краще протистоять натиску інших видів, а полярні кайри, що гніздяться впритул одна до одної, спільними зусиллями успішніше охороняють гніздову колонію й водночас своє власне гніздо від нападу хижаків.

Міжвидові чинники. У процесі еволюції в тваринному та рослинному світі сформувалося декілька типів міжвидових взаємин (конкуренція, хижацтво, паразитизм, коменсалізм

Міжвидова конкуренція виникає між особинами різних видів. Вона виявляється удвох формах: 1) використання різними видами одних ресурсів; 2) безпосереднє придушення одного виду іншим, який з ним конкурує. Прикладом першої форми може бути пасивна, або неагресивна, конкуренція за обмежені ресурси ґрунтової вологи між групами різних видів кущів у пустелі. Прикладом другої є конкуренція між різними видами рослин в угрупованні. Більшість рослин виділяють у навколишнє середовище біологічно активні речовини (алкалоїди, ефірні олії, ферменти), що затримують ріст, перешкоджають проростанню насіння рослин інших видів. Так, виділені дуба, тополі пригнічують ріст вівса, соняшник кукурудзи, буряка. Отже, видовий склад біогеоценозу багато в чому визначається хімічними взаємодіями між рослинами.

Хижацтво – тип міжвидових взаємовідношень, за яких жертва убивається хижаком під час нападу, щоб бути використаною ним у їжу. У цьому випадку систематичні відмінності між хижаком і жертвою не повинно складати дуже велике число таксонів. Роль хижака у біогеоненозах величезна. Вони підтримують чисельність популяцій жертв на певному рівні і можуть сприяти збільшенню видової різноманітності.

Паразитизм – особлива група біологічних зв'язків, за яких одні організми використовують інші як місця існування і джерела живлення, покладаючи при цьому (частково або повністю) на своїх хазяїв завдання регуляції своїх взаємовідношень із зовнішнім середовищем. У паразитичних організмів відзначається тенденція до регресу травної, нервової, дихальної і кровоносної систем, органів чуття. Значного розвитку дістають статева система й органи прикріплення до тканин або покривів хазяїна.

Паразити поділяються на тимчасових, які відвідують хазяїна тільки на певній стадії життєвого циклу (кліщі), і постійних, що живуть у тілі або на покривах хазяїна (хазяїв) усе життя (воші, аскарида, гострик). Розрізняють також факультативних і облігатних (обов'язкових) паразитів.

Перші зустрічаються у вільноживучому стані, але за певних умов можуть переходити до паразитизму (дизентерійна амеба). Другі постійно або в певний період життєвого циклу повинні живитися за рахунок хазяїна. Тимчасові паразити є облігатними, оскільки не можуть існувати незалежно від хазяїна все життя.

Відомі випадки надпаразитизму, за якого в організмі паразитичної особини, що перебуває в тілі хазяїна, у свою чергу, паразитує інший організм. Серед рослин і грибів (іржавні, головневі) також відомо багато паразитів. Деякі рослини- паразити містять хлорофіл і можуть виробляти частину органічних речовин самостійно (омела), інші живляться тільки за рахунок хазяїна (рафлезія).

Паразити відрізняються від хижаків вищою специфічністю у виборі хазяїна, тобто украй вузькими екологічними нішами. Ектопаразити, як правило, вражають лише певні види тварин, причому іноді зустрічаються лише на окремих ділянках їхнього тіла. Те саме стосується й ендопаразитів, які живуть усередині клітини (малярійний плазмодій), поза клітиною, у просвіті кишечника (стьожкові черви, аскариди) або сполучної тканини (фіни стьожкових червів), пр чому завжди паразитують у певних тканинах а органах.

Коменсалізм (нахлібництво) – форма вза модії, за якої один організм використовує частину ресурсів або місце існування іншого організму, не завдаючи останньому шкоди, але й не приносячи користі. Так, деякі види креветок поселяються парами (самець і самка) у склян губках «Венериних кошиках». Вони нотрапляють у губку ще личинками, підростають, пеетворюються на дорослі особини і вже не можуть вибратися назад. Губка, перекачуючи воду забезпечує креветок необхідними поживними речовинами і киснем, захищає їх від ворогів. Сама ж губка, мабуть, не отримує від співмешканців ніякої користі.

Мутуалізм (симбіоз) – взаємовигідні між видові взаємозв'язки. Класичним прикладо є симбіоз раків-самітників (під цією назвою об'єднуються до 400 видів ракоподібних) з актиніями. Рак перебуває під захистом жалких клітин актинії, тоді як його рухливість допомагає актинії добувати їжу. У цих взаємовідношеннях можна виділити декілька етапів посилення зв'язку між партнерами. Деякі раки-самітники шукають черепашки, на яких вже поселилися актинії; інші займаються активним пошуком і в разі виявлення актинії захоплюють її і переносять на свою черепашку, знайдену раніше або підібрану у законного власника. Взаємини рака і актинії адамсії зайшли так далеко, що вони вже не можуть жити окремо: адамсія без рака-самітника гине через два-три місяці, а беззахисний рак дуже швидко з'їдається восьминогами або кальмарами (такий симбіоз є облігатним).

Симбіотичні бактерії кишкового тракту людини (кишкові симбіонти) виробляють вітаміни й амінокислоти. Деякі з них синтезують амінокислоти із сечовини й аміаку, на що тварини не здатні. Це джерело амінокислот особливо важливе, якщо їжа містить мало білків. Так звана мікрофлора людини включає декілька видів стафілококів, які містяться на шкірі та в ніздрях, а тако кишкову паличку Escherichia coli.

Деякі види бактерій (Rhizobium, Azotobacter) вступають у симбіотичні зв'язки з рослинами родини Ьобові. У бульбах, що утворилися внаслідок цього на корінні рослин, іде фіксація молекулярного азоту, яку рослини здійснювати не здатні. Нітроген використовується рослинами для побудови власних білків. Рослини поставляють бактеріям готові органічні речовини.

 

АБІОТИЧНІ ФАКТОРИ

ТЕМПЕРАТУРА

 

image138

Температура – важливий екологічний фактор. Температурні межі існування організмів – від -50 до +95 °С, оптимальна температура від +15 до +30 °С.

Тварини

Пойкілотермні (холоднокровні)

Гомойотермні (теплокровні)

Температура тіла непостійна, залежить від температури оточуючого середовища

Температура тіла постійна, не залежить від температури оточуючого середовища

З настанням холодів впадають у сплячку або набувають стану анабіозу

Можуть переносити несприятливі умови в активному стані

Анабіоз – стан організму, при якому життєві процеси тимчасово припиняються або так уповільнюються, що зникають усі видимі прояви життя.

ВОЛОГА

Вода відіграє виключну роль у підтриманні життя на Землі.

Рослини

Гідрофіти

Гігрофіти

Мезофіти

Ксерофіти

Живуть у водному середовищі

Рослини надлишково вологих місць

Рослини достатньо вологих місць

Рослини сухих місць

Тварини

Водні

Вологолюбні

Сухолюбні

Посухостійкі

Живуть тільки у водному середовищі

Вода потрібна для певних процесів життєдіяльності – розмноження, дихання тощо

Живуть на суходолі, здатні переносити нетривалу нестачу води

Живуть у місцях з недостатньою вологістю, використовують метаболічну воду

 

СВІТЛО – основне джерело енергії на Землі. У формі сонячної радіації воно забезпечує всі життєві процеси на Землі. Довготривала дія світла (фотоперіод) – це потужний стимул активності організмів. Фотоперіодизм – реакція організму на зміну дня і ночі, що виявляється в коливаннях інтенсивності фізіологічних процесів.

image140

 

image139

 

У тварин, які живуть в умовах відсутності світла, органи зору редуковані або можуть взагалі втрачатися.

 

АНТРОПОГЕННІ ЧИННИКИ

За оцінками ООН п 2025 р. на Землі проживатиме близько 8,5 млрд осіб. Потреба людства в харчових і територіальних ресурсах дедалі зростає, що призводить до знищення тварин і рослин, витіснення їх із природного місця існування. Багато видів не витримують конкуренції з людиною і перебувають зараз на межі винищення. Зростання промислового виробництва веде до забруднення атмосфери та гідросфери, вирубування лісів і розорювання степів під сільськогосподарські угіддя. Із середини XX ст. почала швидко зростати кількість різноманітних синтетичних речовин, які викидаються в навколишнє середовище.