Temperatura. Abiotyczne czynniki środowiska obejmują wilgotność, światło, energię promieniowania, powietrze i jego skład oraz inne nieożywione składniki naturalne. Temperatura jest czynnikiem środowiskowym.

Ze względu na temperaturę ciała wszystkie organizmy żywe dzielimy na poikilotermiczne (ze zmieniającą się temperaturą ciała w zależności od temperatury otoczenia) i homeotermiczne (organizmy o stałej temperaturze ciała).

Do grupy poikilotermicznej obejmują rośliny, bakterie, wirusy, grzyby, pierwotniaki, ryby, stawonogi itp.

Do grupy homeotermicznej obejmują ptaki, ssaki i ludzi. Organizmy te regulują temperaturę ciała niezależnie od temperatury środowisko.

Ze względu na tolerancję na niskie temperatury rośliny dzielimy na ciepłolubne i odporne na zimno. Ciepłolubne to winogrona, brzoskwinie, morele, gruszki itp., a mrozoodporne to mchy, porosty, sosna, świerk, jodła.

Dla każdego organizmu istnieje granica temperatury. Niektóre organizmy są odporne na wahania temperatury. Na przykład ryby żyją w temperaturze -52°C, bakterie - w -80°C. Niektóre niebiesko-zielone algi wytrzymują -44°C.

Odchylenia temperatury od stałego poziomu powodują spowolnienie metabolizmu i zniszczenie reakcji biochemicznych w białku i stopniowo prowadzą do krystalizacji komórek i całkowitego zatrzymania życia.

Rośliny rozwinęły różne adaptacje do wahań temperatury otoczenia:

1. Jesienią zmniejsza się ilość wody w cytoplazmie komórkowej roślin, jej organelle (glicerol, monosacharydy itp.) gęstnieją, dostosowując się w ten sposób do niskich temperatur i przechodząc w stan uśpienia.

2. Zimą rośliny wchodzą w fazę uśpienia w postaci zarodników, nasion, bulw, cebul, korzeni i kłączy. A duże drzewa zrzucają liście, a sok komórkowy gęstnieje. Dzięki temu są w stanie przetrwać trudne warunki zimowania.

3. Zwierzęta poikilotermiczne w niesprzyjających warunkach wchodzą w stan hibernacji (stan zawieszenia ożywienia). Anabioza to tymczasowe spowolnienie metabolizmu i energii, kiedy wszystkie widoczne przejawy życia są prawie całkowicie nieobecne. Hibernacja u niektórych organizmów (niedźwiedzi) wiąże się z brakiem pożywienia.

Zwierzęta homeotermiczne chronią się przed niskimi temperaturami na różne sposoby:

1. Przemieszczanie zwierząt z obszarów zimnych do ciepłych (ptaki, niektóre ssaki).

2. Pończochy duża ilość tłuszcz i pogrubienie sierści (wilk, lis, drapieżniki, ptaki, foki, dziki itp.).

3. Zapadają w stan hibernacji (świstak, borsuk, niedźwiedź, gryzonie).

Wilgotność. Wilgotność wpływa również na organizmy, takie jak

czynnik środowiskowy, zależy najczęściej od klimatu, temperatury i obszarów naturalnych. Czasami wilgotność działa jako czynnik ograniczający. Brak wilgoci wpływa na plon roślin. Szczególnie brak wilgoci obserwuje się na obszarach pustynnych, a w lasach i na bagnach wręcz przeciwnie, występuje jej nadmiar. W zależności od wilgotności na Ziemi działa układ strefowy.

Flora i fauna zmieniają się w zależności od rzeźby terenu w różnych strefach geograficznych: tundra, tundra leśna, tajga, step leśny, tropiki, równik. Klasyfikacja stref zależy od temperatury i wilgotności.

Wśród roślin możemy wyróżnić organizacje ekologiczne:

1. Kserofity(Grecki kseroks - „suchy”, fitos - „odległość”) - rośliny siedlisk suchych (pustynia, półpustynia, step). Kserofity przystosowane są do modyfikacji liści i łodyg (saksaul, zhuzgun, piołun, efedryna, teresken, trawa pierzasta, solanka).

2. Sukulenty(łac. succulentus - „soczysty”) - forma światłolubnych kserofitów. Liście i łodygi są pogrubione i zmodyfikowane w kolce.

3. Mezofity(greckie mesos - „pośredni”) - rosną na obszarach stosunkowo wilgotnych. Liście są duże (brzoza, grusza, trawa łąkowa).

4. Higrofity(greckie hygros - „mokry”) - rośliny rosnące w warunkach nadmiernej wilgotności. Są to trzcina, ryż, lilia wodna.

5. Hydrofity(Grecki hudor - „woda”) - rośliny wodne zanurzone w wodzie. Należą do nich elodea i algi.

Wilgotność odgrywa również ważną rolę w życiu zwierząt. Dzielą się na lądowe, wodne i ziemnowodne. Z kolei zwierzęta lądowe dzielą się na leśne, stepowe i pustynne.

Zwierzęta wodne to ryby, ssaki wodne (wieloryby, delfiny), stawonogi, gąbki, mięczaki, robaki.

Zwierzęta lądowe - ssaki, ptaki, gady, owady.

Płazy - żaby, żółwie morskie itp. Z powodu ocieplenia klimatu na Ziemi w Ostatnio obserwuje się dowody wzrostu średniej temperatury. Wzrost temperatury może prowadzić do spadku wilgotności w pomieszczeniu obszary naturalne oraz przekształcanie ekosystemów w pustynie. Jest to szczególnie widoczne w suchych obszarach Azja centralna, Kazachstan, Azja Mniejsza, Afryka, gdzie możliwe jest zwiększenie objętości krajobrazów antropogenicznych.

Oczywiście doprowadzi to do znacznych szkód społeczno-gospodarczych dla tych krajów.

1. Wśród czynników abiotycznych główną rolę odgrywają temperatura i wilgotność.

2. W związku z tym powstają grupy ekologiczne roślin i zwierząt.

3. Wilgotność i temperatura mają ogromny wpływ na powstawanie stref geograficznych na Ziemi.

1. Czy temperatura jest niezbędna organizmom żywym?

2. Na jakie grupy ekologiczne dzieli się zwierzęta ze względu na temperaturę ciała? Daj przykłady.

3. Wymień grupy ekologiczne roślin i podaj przykłady.

4. Jak klasyfikuje się rośliny według wilgotności?

1. Nazwij rośliny miejsc suchych i wyjaśnij ich cechy morfologiczne.

2. Wielbłąd może przeżyć bez wody 40 dni. Co to wyjaśnia?

Jak regulowane jest odżywianie organizmów w stanie zawieszenia?

Jak zmienia się oddychanie organizmów w zależności od wilgotności?

Wymień grupy ekologiczne zależne od czynników biotycznych i interakcji między organizmami.

Czynniki abiotyczne. Do czynników abiotycznych środowiska lądowego zaliczają się przede wszystkim czynniki klimatyczne

Do czynników abiotycznych środowiska lądowego zaliczają się przede wszystkim czynniki klimatyczne. Spójrzmy na główne.

1. Światło Lub Promieniowanie słoneczne. Wpływ biologicznyświatło słoneczne zależy od jego intensywności, czasu trwania, składu widmowego, częstotliwości dziennej i sezonowej.

Energia promieniowania pochodząca ze Słońca rozprzestrzenia się w przestrzeni w postaci fal elektromagnetycznych: promieni ultrafioletowych (długość fali l< 0,4 мкм), видимые лучи (l = 0,4 ¸ 0,75 мкм) и инфракрасные лучи (l >0,75 µm).

Promienie ultrafioletowe charakteryzują się najwyższą energią kwantową i dużą aktywnością fotochemiczną. U zwierząt przyczyniają się do powstawania witaminy D i syntezy pigmentów przez komórki skóry, u roślin działają formująco i sprzyjają syntezie związków biologicznie czynnych. Promieniowanie ultrafioletowe o długości fali mniejszej niż 0,29 mikrona jest destrukcyjne dla wszystkich żywych istot. Jednak dzięki osłonie ozonowej tylko niewielka jej część dociera do powierzchni Ziemi.

Szczególnie widoczna jest część widma bardzo ważne dla organizmów. Dzięki światłu widzialnemu rośliny rozwinęły aparat fotosyntetyczny. W przypadku zwierząt najważniejszy jest czynnik świetlny warunek konieczny orientację w przestrzeni i czasie, a także uczestniczy w regulacji wielu procesów życiowych.

Promieniowanie podczerwone podnosi temperaturę środowiska naturalnego i samych organizmów, co jest szczególnie ważne w przypadku zwierząt zimnokrwistych. U roślin promienie podczerwone odgrywają znaczącą rolę w procesie transpiracji (parowanie wody z powierzchni liści zapewnia odprowadzenie nadmiaru ciepła) oraz przyczyniają się do wchłaniania dwutlenku węgla przez rośliny.

2. Temperatura wpływa na wszystkie procesy życiowe. Przede wszystkim określa szybkość i charakter reakcji metabolicznych w organizmach.

Optymalny współczynnik temperatury dla większości organizmów mieści się w przedziale 15 ¸ 30 0 C, ale niektóre organizmy żywe są w stanie wytrzymać znaczne wahania. Przykładowo, niektóre rodzaje bakterii i sinic mogą występować w gorących źródłach w temperaturze około 80 0 C. Wody polarne o temperaturach od 0 do -2 0 C zamieszkują różni przedstawiciele flory i fauny.

3. Wilgotność powietrze atmosferyczne związane z jego nasyceniem parą wodną. Sezonowe i dobowe wahania wilgotności, światła i temperatury regulują aktywność organizmów.

Oprócz czynników klimatycznych ważny dla organizmów żywych skład gazowy atmosfery. Jest stosunkowo stała. Atmosfera składa się głównie z azotu i tlenu z niewielkimi ilościami dwutlenku węgla, argonu i innych gazów. Azot bierze udział w tworzeniu struktur białkowych w organizmach, tlen zapewnia procesy oksydacyjne.

Czynnikami abiotycznymi środowiska wodnego są:

1 - gęstość, lepkość, ruchliwość wody;

Ludzkość, stale się rozwijając, nie zastanawia się szczególnie nad tym, jak czynniki abiotyczne bezpośrednio lub pośrednio wpływają na człowieka. Czym są warunki abiotyczne i dlaczego ich pozornie subtelny wpływ jest tak ważny do rozważenia? Są to pewne zjawiska fizyczne niezwiązane z przyrodą żywą, które w taki czy inny sposób wpływają na życie człowieka lub środowisko. Z grubsza rzecz ujmując, światło, stopień wilgotności, pole magnetyczne Ziemi, temperatura, powietrze, którym oddychamy – wszystkie te parametry nazywamy abiotycznymi. Definicja ta w żaden sposób nie uwzględnia wpływu organizmów żywych, w tym bakterii, mikroorganizmów, a nawet pierwotniaków.

Szybka nawigacja po artykule

Przykłady i typy

Dowiedzieliśmy się już, że jest to zbiór nieożywionych zjawisk naturalnych, które mogą mieć charakter klimatyczny, wodny lub glebowy. Klasyfikację czynników abiotycznych umownie dzieli się na trzy typy:

1. Chemiczny,
2. Fizyczny,
3. Mechaniczny.

Na działanie chemiczne wpływa skład organiczny i mineralny gleby, powietrza atmosferycznego, wód gruntowych i innych. Fizyczne obejmują światło dzienne, ciśnienie, temperatura i wilgotność otoczenia. W związku z tym cyklony, aktywność słoneczna, ruch gleby, powietrza i wody w przyrodzie są uważane za czynniki mechaniczne. Połączenie wszystkich tych parametrów ma ogromny wpływ na reprodukcję, rozmieszczenie i jakość życia wszystkich żywych istot na naszej planecie. I jeśli nowoczesny mężczyzna uważa, że ​​wszystkie te zjawiska, które dosłownie kontrolowały życie jego starożytnych przodków, zostały teraz oswojone za pomocą postępowych technologii, to niestety w rzeczywistości wcale tak nie jest.

Nie możemy tracić z oczu czynników i procesów biotycznych, które nieuchronnie są powiązane z abiotycznym wpływem na wszystkie żywe istoty. Biotyczne to formy wzajemnego oddziaływania organizmów żywych, prawie każda z nich jest spowodowana abiotycznymi czynnikami środowiska i ich wpływem na organizmy żywe.

Jaki wpływ mogą mieć czynniki nieożywione?

Na początek musimy zdefiniować, co mieści się w definicji abiotycznych czynników środowiskowych? Jakie parametry można tu uwzględnić? Abiotyczne czynniki środowiska obejmują: światło, temperaturę, wilgotność i warunki atmosferyczne. Zastanówmy się, który czynnik wpływa bardziej szczegółowo.

Światło

Światło jest jednym z czynników środowiskowych, z którego korzysta dosłownie każdy obiekt w geobotanice. Światło słoneczne - najważniejsze źródło energia cieplna, która w przyrodzie odpowiada za procesy rozwoju, wzrostu, fotosyntezy i wiele, wiele innych.

Światło jako czynnik abiotyczny ma szereg specyficznych cech: skład widmowy, natężenie, okresowość. Te warunki abiotyczne są najważniejsze dla roślin, których głównym życiem jest proces fotosyntezy. Bez wysokiej jakości widma i dobrego natężenia oświetlenia, świat warzyw nie będą mogły aktywnie się rozmnażać i w pełni rozwijać. Ważny jest także czas ekspozycji na światło, dlatego przy krótkim Godziny dzienne Wzrost roślin jest znacznie ograniczony, a funkcje rozrodcze są zahamowane. Nie bez powodu dla dobrego wzrostu i zbiorów w warunkach szklarniowych (sztucznych) muszą stworzyć jak najdłuższy fotoperiod, tak niezbędny dla życia roślin. W takich przypadkach jest to naturalne rytmy biologiczne. Oświetlenie jest najważniejsze czynnik naturalny dla naszej planety.

Temperatura

Temperatura jest również jednym z najpotężniejszych czynników abiotycznych. Bez tego co konieczne reżim temperaturowyżycie na Ziemi jest naprawdę niemożliwe – i nie jest to przesada. Co więcej, jeśli dana osoba może celowo utrzymać równowagę światła na pewnym poziomie, a jest to dość proste, wówczas sytuacja z temperaturą jest znacznie trudniejsza.

Oczywiście przez miliony lat istnienia na Planecie zarówno rośliny, jak i zwierzęta przystosowały się do niewygodnych dla nich temperatur. Procesy termoregulacji są tutaj inne. Na przykład w roślinach istnieją dwie metody: fizjologiczna, a mianowicie zwiększenie stężenia soku komórkowego w wyniku intensywnego gromadzenia się cukru w ​​komórkach. Proces ten zapewnia roślinom wymagany stopień mrozoodporności, przy którym nie mogą one obumrzeć nawet przy bardzo niskich temperaturach. Druga metoda jest fizyczna, polega na specjalnej strukturze liści lub jej redukcji, a także metodach wzrostu - przysiadach lub pełzaniu po ziemi - aby uniknąć zamarznięcia na otwartej przestrzeni.

Wśród zwierząt rozróżnia się eurytermy – takie, które występują swobodnie przy znacznych wahaniach temperatury, oraz stenotermy, dla których określony zakres temperatur nie jest zbyt ważny. duży rozmiar. Organizmy eurytermiczne występują, gdy temperatura otoczenia waha się w granicach 40-50 stopni, zazwyczaj są to warunki zbliżone do klimatu kontynentalnego. Latem panują wysokie temperatury, zimą panuje mróz.

Uderzającym przykładem zwierzęcia eurytermalnego jest zając. W ciepłej porze roku czuje się komfortowo w upale, a w chłodne dni zamieniając się w białego zająca, doskonale dopasowuje się do temperatury czynników abiotycznych środowiska i ich wpływu na organizmy żywe.

Istnieje wielu przedstawicieli fauny - zwierząt, owadów i ssaków, którzy mają inny rodzaj termoregulacji - wykorzystując stan odrętwienia. W tym przypadku metabolizm zwalnia, ale temperaturę ciała można utrzymać na tym samym poziomie. Przykład: dla niedźwiedzia brunatnego czynnikiem abiotycznym jest temperatura powietrza w zimie, a sposobem jego adaptacji do mrozu jest hibernacja.

Powietrze

Do czynników środowiska abiotycznego zalicza się także środowisko powietrzne. W procesie ewolucji organizmy żywe musiały opanować środowisko powietrzne po opuszczeniu wody na lądzie. Niektóre z nich, zwłaszcza te dotknięte owadami i ptakami, w procesie rozwoju gatunków poruszających się na lądzie, przystosowanych do poruszania się w powietrzu, opanowują technikę lotu.

Nie należy wykluczać procesu ansmochorii, czyli migracji gatunków roślin za pomocą prądów powietrza - zdecydowana większość roślin zasiedliła terytoria, na których obecnie rosną w ten sposób, poprzez zapylanie, przenoszenie nasion przez ptaki, owady i jak.

Jeśli zadamy sobie pytanie, jakie czynniki abiotyczne wpływają na rośliny i świat zwierząt, wtedy atmosfera pod względem wpływu z pewnością nie będzie na ostatnim miejscu - nie można przecenić jej roli w procesie ewolucji, rozwoju i wielkości populacji.

Jednak nie samo powietrze jest ważne, jako parametr wpływający na przyrodę i organizmy, ale także jego jakość, czyli skład chemiczny. Jakie czynniki są istotne w tym aspekcie? Są dwa z nich: tlen i dwutlenek węgla.

Wartość tlenu

Bez tlenu mogą istnieć tylko bakterie beztlenowe, inne żywe organizmy absolutnie go potrzebują. Składnik tlenowy środowiska powietrza odnosi się do tego rodzaju produktów, które są jedynie spożywane, ale tylko rośliny zielone są w stanie wytwarzać tlen metodą fotosyntezy.

Tlen wchodzący do organizmu ssaka jest wiązany związek chemiczny hemoglobina we krwi i w tej postaci jest transportowana wraz z krwią do wszystkich komórek i narządów. Ten proces zapewnia normalne funkcjonowanie każdego żywego organizmu. Wpływ środowiska powietrznego na proces podtrzymywania życia jest duży i ciągły przez całe życie.

Wartość dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla to produkt wydychany przez ssaki i niektóre rośliny, powstaje także podczas spalania i działalności mikroorganizmów glebowych. Jednak wszystkie te naturalne procesy emitują tak znikomą ilość dwutlenku węgla, że ​​nie można ich nawet porównać z prawdziwą katastrofą ekosystemu, która bezpośrednio i pośrednio dotyczy każdego naturalne procesy– emisje przemysłowe i produkty odpadowe procesy technologiczne. I jeśli zaledwie sto lat temu podobny problem zaobserwowano głównie w dużym mieście przemysłowym, takim jak Czelabińsk, to dziś jest on powszechny na prawie całym terytorium planety. Obecnie dwutlenek węgla jest wytwarzany wszędzie: przez przedsiębiorstwa, pojazdy, różnych urządzeń, stale poszerza grupę swoich wpływów, włączając w to atmosferę.

Wilgotność

Wilgotność, jako czynnik abiotyczny, to zawartość wody w czymkolwiek: roślinie, powietrzu, glebie lub żywym organizmie. Spośród czynników środowiskowych wilgotność jest podstawowym warunkiem niezbędnym do powstania i rozwoju życia na Ziemi.

Absolutnie każda żywa istota na planecie potrzebuje wody. Sam fakt, że każda żywa komórka składa się z osiemdziesięciu procent wody, mówi sam za siebie. A dla wielu żywych stworzeń idealnymi warunkami życia w środowisku naturalnym są zbiorniki wodne lub wilgotny klimat.

Najbardziej mokrym miejscem na Ziemi jest Ureka (wyspa Bioko, Gwinea Równikowa)

Oczywiście istnieją również obszary, na których ilość wody jest minimalna lub występuje z pewną częstotliwością, są to pustynie, tereny wysokogórskie i tym podobne obszary. Ma to oczywisty wpływ na przyrodę: brak lub minimalna roślinność, wysychanie gleby, brak roślin owocujących, przetrwają tylko te rodzaje flory i fauny, które były w stanie przystosować się do takich warunków. Sprawność, niezależnie od tego, w jakim stopniu się wyraża, nie jest trwała przez całe życie, a w przypadku, gdy z jakiegoś powodu zmieniają się cechy czynników abiotycznych, może również ulec zmianie lub całkowitemu zanikowi.

Jeśli chodzi o stopień wpływu na przyrodę, wilgotność należy wziąć pod uwagę nie tylko jako pojedynczy parametr, ale także w połączeniu z każdym z wymienionych czynników, ponieważ razem tworzą one rodzaj klimatu. Każde konkretne terytorium z własnymi abiotycznymi czynnikami środowiskowymi ma swoją własną charakterystykę, własną roślinność, gatunek i wielkość populacji.

Wpływ czynników abiotycznych na człowieka

Człowiek jako składnik ekosystemu to także obiekty podatne na działanie czynników abiotycznych przyrody nieożywionej. Zależność zdrowia i zachowania człowieka od aktywność słoneczna, cykl księżycowy, cyklony i podobne wpływy odnotowano kilka wieków temu, dzięki umiejętnościom obserwacyjnym naszych przodków. I w nowoczesne społeczeństwo Niezmiennie odnotowuje się obecność grupy ludzi, na których zmiany nastroju i dobrostanu pośrednio wpływają abiotyczne czynniki środowiska.

Na przykład badania wpływu Słońca wykazały, że gwiazda ta ma jedenastoletni cykl okresowej aktywności. Na tej podstawie występują wahania pole elektromagnetyczne Ziemia, na którą wpływa Ludzkie ciało. Szczyty aktywności słonecznej mogą osłabić układ odpornościowy, a wręcz przeciwnie, sprawić, że mikroorganizmy chorobotwórcze będą bardziej odporne i przystosowane do szerokiego rozprzestrzeniania się w obrębie społeczności. Smutnymi konsekwencjami tego procesu są wybuchy epidemii, pojawienie się nowych mutacji i wirusów.

Epidemia nieznanej infekcji w Indiach

Do innych ważny przykład wpływ abiotyczny to ultrafiolet. Każdy wie, że w określonych dawkach ten rodzaj promieniowania jest nawet przydatny. Ten czynnik środowiskowy działa antybakteryjnie i spowalnia rozwój zarodników powodujących choroby skóry. Jednak w dużych dawkach promieniowanie ultrafioletowe negatywnie wpływa na populację, powodując śmiertelne choroby, takie jak rak, białaczka czy mięsak.

Przejawami działania abiotycznych czynników środowiska na człowieka są bezpośrednio temperatura, ciśnienie i wilgotność powietrza, w skrócie klimat. Wzrost temperatury doprowadzi do hamowania aktywność fizyczna i rozwój problemów z układem sercowo-naczyniowym. Niskie temperatury są groźne ze względu na hipotermię, czyli procesy zapalne w obrębie układu oddechowego, stawów i kończyn. Należy tutaj zaznaczyć, że parametr wilgotności dodatkowo wzmacnia wpływ warunków temperaturowych.

Wzrost ciśnienia atmosferycznego zagraża zdrowiu osób ze słabymi stawami i kruchymi naczyniami krwionośnymi. Szczególnie niebezpieczne są nagłe zmiany tego parametru klimatycznego – może wystąpić nagłe niedotlenienie, zablokowanie naczyń włosowatych, omdlenia, a nawet śpiączka.

Wśród czynników środowiskowych nie można nie zauważyć chemicznego aspektu oddziaływania na człowieka. Należą do nich wszystkie pierwiastki chemiczne zawarte w wodzie, atmosferze czy glebie. Istnieje koncepcja czynników regionalnych - nadmiaru lub odwrotnie niedoboru niektórych związków lub pierwiastków śladowych w naturze każdego regionu. Przykładowo z wymienionych czynników zarówno brak fluoru jest szkodliwy – powoduje uszkodzenie szkliwa zębów, jak i jego nadmiar – przyspiesza proces kostnienia więzadeł, zaburza funkcjonowanie niektórych narządy wewnętrzne. Szczególnie zauważalne w zapadalności populacji są wahania w zawartości m.in pierwiastki chemiczne, jak chrom, wapń, jod, cynk, ołów.

Oczywiście wiele z wymienionych powyżej warunków abiotycznych, choć są to czynniki abiotyczne środowiska przyrodniczego, w rzeczywistości są w dużym stopniu zależne od działalności człowieka – rozwoju kopalń i złóż, zmian w korytach rzek, środowiska powietrznego i tym podobnych przykładów interwencja postępu w zjawiska naturalne.

Szczegółowa charakterystyka czynników abiotycznych

Dlaczego wpływ na populację większości czynników abiotycznych jest tak ogromny? Jest to logiczne: w końcu, aby zapewnić koło życia Dla każdego żywego organizmu na Ziemi ważny jest ogół wszystkich parametrów wpływających na jakość życia, jego czas trwania oraz liczbę obiektów ekosystemu. Oświetlenie, skład atmosfery, wilgotność, temperatura, strefowość rozmieszczenia dzikiej przyrody, zasolenie wody i powietrza, jej dane edaficzne to najważniejsze czynniki abiotyczne, a adaptacja organizmów do nich jest pozytywna lub negatywna, ale w każdym przypadku jest nieunikniona. Łatwo to sprawdzić: wystarczy się rozejrzeć!

Czynniki abiotyczne w środowisku wodnym zapewniają początek życia i stanowią trzy czwarte każdej żywej komórki na Ziemi. W ekosystemie leśnym na czynniki biotyczne składają się te same parametry: wilgotność, temperatura, gleba, światło - determinują one rodzaj lasu, nasycenie roślinami i ich zdolność adaptacji do określonego regionu.

Oprócz wymienionych już oczywistych czynników, jako ważne czynniki abiotyczne środowiska naturalnego, należy wymienić także zasolenie, glebę i pole elektromagnetyczne Ziemi. Cały ekosystem ewoluował przez setki lat, zmieniła się topografia obszarów, zmienił się stopień przystosowania organizmów żywych do określonych warunków życia, pojawiły się nowe gatunki i migrowały całe populacje. Jednak ten naturalny łańcuch od dawna jest zakłócany przez owoce działalności człowieka na planecie. Praca czynników środowiskowych zostaje w sposób zasadniczy zakłócona przez to, że wpływ parametrów abiotycznych nie następuje celowo, jak czynniki przyrody nieożywionej, ale jako szkodliwy wpływ na rozwój organizmów.

Niestety wpływ czynników abiotycznych na jakość i długość życia człowieka i ludzkości jako całości był i pozostaje ogromny i może przynieść zarówno pozytywne, jak i negatywne konsekwencje. negatywne konsekwencje dla każdego pojedynczego organizmu, dla całej ludzkości jako całości.

Czynniki abiotyczne. Temperatura

Czynniki abiotyczne- wszystkie składniki i zjawiska przyrody nieożywionej.

Temperatura odnosi się do klimatycznych abiotycznych czynników środowiskowych. Większość organizmów jest przystosowana do dość wąskiego zakresu temperatur, ponieważ aktywność enzymów komórkowych waha się od 10 do 40 ° C, w niskich temperaturach reakcje przebiegają powoli.

Wyróżnia się organizmy zwierzęce:

• o stałej temperaturze ciała ( ciepłokrwisty, Lub homeotermiczny);
• z niestabilną temperaturą ciała ( opanowany, Lub poikilotermiczne).

Rośliny i zwierzęta mają specjalne przystosowaniachłodzenie, umożliwiające adaptację do wahań temperatury.

Organizmy, których temperatura ciała zmienia się w zależności od temperatury otoczenia (rośliny, zwierzęta bezkręgowe, ryby, płazy i gady) mają różne przystosowania do podtrzymania życia. Takie zwierzęta nazywane są opanowany, Lub poikilotermiczne. Przyczyną jest brak mechanizmu termoregulacji słaby rozwój system nerwowy, niska przemiana materii i brak zamkniętego układu krążenia.

Temperatura ciała zwierząt poikilotermicznych jest tylko o 1-2°C wyższa od temperatury otoczenia lub jej równa, ale może wzrosnąć w wyniku absorpcji ciepła słonecznego (węże, jaszczurki) lub pracy mięśni (owady latające, szybko pływające ryba). Ostre wahania temperatury otoczenia mogą prowadzić do śmierci.

Wraz z nadejściem zimy rośliny i zwierzęta wchodzą w stan zimowego spoczynku. Ich tempo metabolizmu gwałtownie spada. W ramach przygotowań do zimy w tkankach zwierzęcych magazynuje się dużo tłuszczu i węglowodanów, zmniejsza się ilość wody w błonniku, gromadzą się cukry i gliceryna, co zapobiega zamarzaniu.

Gatunki o niestabilnej temperaturze ciała mogą przejść w stan nieaktywny, gdy temperatura spadnie. Spowolnienie metabolizmu w komórkach znacznie zwiększa odporność organizmów na niekorzystne warunki atmosferyczne. Przejście zwierząt w stan odrętwienia, podobnie jak przejście roślin w stan spoczynku, pozwala im przetrwać zimowy chłód przy minimalnych stratach, bez wydawania dużej ilości energii.

Aby chronić organizmy przed przegrzaniem w porze gorącej, aktywowane są specjalne mechanizmy fizjologiczne: u roślin zwiększa się parowanie wilgoci przez aparaty szparkowe, u zwierząt parowanie wody przez Układ oddechowy i skóra.

U organizmów poikilotermicznych wewnętrzna temperatura ciała podąża za zmianami temperatury otoczenia. Ich tempo metabolizmu wzrasta lub maleje. Takie gatunki stanowią większość na Ziemi.

Nazywa się organizmy o stałej temperaturze ciała ciepłokrwisty, Lub homeotermiczny. Należą do nich ptaki i ssaki.

Temperatura ciała takich zwierząt jest stabilna, nie zależy od temperatury otoczenia, ze względu na obecność mechanizmów termoregulacyjnych. Stałość temperatury ciała zapewnia regulacja wytwarzania i wymiany ciepła.

Kiedy istnieje zagrożenie przegrzania organizmu, naczynia skórne rozszerzają się, wzrasta pocenie się i przenikanie ciepła. Gdy istnieje zagrożenie wychłodzenia, naczynia skóry zwężają się, futro lub pióra unoszą się – przenikanie ciepła jest ograniczone.

Przy znacznych zmianach temperatury zewnętrznej i nagłych zmianach w produkcji ciepła temperatura narządów wewnętrznych u zwierząt stałocieplnych może odbiegać od normalnych wartości w granicach od 0,2-0,3 do 1-3°C.

Pocenie się jest charakterystyczne tylko dla ludzi, małp i koniowatych. U innych zwierząt homeotermicznych najskuteczniejszym mechanizmem utraty ciepła jest dyszenie termiczne. Zdolność do zwiększania produkcji ciepła jest najbardziej widoczna u ptaków, gryzoni i niektórych innych zwierząt.

Homeotermy są w stanie utrzymać stałą temperaturę ciała w każdych warunkach środowiskowych. Ich metabolizm zawsze przebiega na wysokich obrotach, nawet jeśli temperatura na zewnątrz stale się zmienia. Na przykład niedźwiedzie polarne w Arktyce lub pingwiny na Antarktydzie wytrzymują mrozy do 50 stopni, co stanowi różnicę 87-90 stopni w porównaniu z ich własną temperaturą.

Przystosowania organizmów do różnych warunków temperaturowych. Zarówno zwierzęta stałocieplne, jak i zimnokrwiste w procesie ewolucji wykształciły różne adaptacje do zmieniających się warunków temperaturowych środowiska.Głównym źródłem energii cieplnej u organizmów o niestabilnej temperaturze ciała jest ciepło zewnętrzne.

Zimujące węże potrzebują od dwóch do trzech tygodni, aby doprowadzić metabolizm do wystarczającej intensywności. Zazwyczaj węże wypełzają i wygrzewają się na słońcu wielokrotnie w ciągu dnia, a wieczorem wracają do swoich nor.

Wraz z nadejściem zimy rośliny i zwierzęta o niestabilnej temperaturze ciała wchodzą w stan zimowego spoczynku. Ich tempo metabolizmu gwałtownie spada. W ramach przygotowań do zimy w tkankach gromadzi się duża ilość tłuszczów i węglowodanów.

Jesienią rośliny ograniczają zużycie substancji poprzez magazynowanie cukru i skrobi. Ich wzrost zatrzymuje się, intensywność wszystkich procesów fizjologicznych gwałtownie spada, a liście opadają. Podczas pierwszych przymrozków rośliny tracą znaczną ilość wody, uzyskując mrozoodporność i przechodząc w stan głębokiego spoczynku.

W sezonie gorącym aktywowane są mechanizmy zabezpieczające przed przegrzaniem. U roślin parowanie wody wzrasta przez aparaty szparkowe, a u zwierząt – przez układ oddechowy i skórę.

Jeśli rośliny są dostatecznie zaopatrzone w wodę, aparaty szparkowe są otwarte w dzień i w nocy. Jednak u wielu roślin szparki są otwarte tylko w dzień przy świetle i zamykają się w nocy. Przy suchej i gorącej pogodzie szparki roślin zamykają się nawet w ciągu dnia, a uwalnianie pary wodnej z liści do powietrza zatrzymuje się. Kiedy zaistnieją sprzyjające warunki, aparaty szparkowe otwierają się i przywracana jest normalna aktywność rośliny.

Najdoskonalszą termoregulację obserwuje się u zwierząt o stałej temperaturze ciała. Regulacja wymiany ciepła przez naczynia skórne, wyżej dobrze rozwinięta aktywność nerwowa pozwolił ptakom i ssakom zachować aktywność podczas nagłych zmian temperatury i zasiedlić niemal wszystkie siedliska.

Pełny podział krwi na żylną i tętniczą, intensywny metabolizm, pióra lub owłosienie na ciele, które pomagają zatrzymać ciepło.

Duże znaczenie dla zwierząt ciepłokrwistych ma nie tylko zdolność do termoregulacji, ale także zachowania adaptacyjne, budowa specjalnych schronień i gniazd.

) i antropogeniczne (działalność człowieka).

Czynnik ograniczający rozwój roślin to element, który leży na minimum. Określa to prawo zwane prawem minimum przez J. Liebiga (1840). Liebig, chemik organiczny, jeden z założycieli, wysunął teorię odżywiania mineralnego roślin. Plony roślin często ograniczają składniki odżywcze, których nie ma w nadmiarze, takich jak CO 2 i H 2 O, ale które są wymagane w znikomych ilościach. Przykładowo: - niezbędny element żywienia roślin, lecz w glebie występuje w niewielkiej ilości. Kiedy w wyniku uprawy jednej rośliny jej zapasy się wyczerpią, wzrost rośliny zatrzymuje się, nawet jeśli innych pierwiastków jest pod dostatkiem. Prawo Liebiga ma zastosowanie wyłącznie w warunkach ustalonych. Konieczne jest również uwzględnienie interakcji czynników. Zatem wysoka lub dostępność jednego lub działanie innego (nie minimalnego) czynnika może zmienić tempo zużycia akumulatora zawartego w minimalna ilość. Czasami jest w stanie zastąpić (częściowo) brakujący pierwiastek innym, bardziej dostępnym i chemicznie podobnym do niego. Zatem niektóre rośliny potrzebują mniej, jeśli rosną na świetle, a mięczaki żyjące w miejscach, gdzie jest go dużo, częściowo go zastępują podczas budowania muszli.

Czynniki środowiskowe Środowiska mogą mieć różny wpływ na organizmy żywe:

1) czynniki drażniące, które powodują zmiany adaptacyjne w funkcjach fizjologicznych i biochemicznych (na przykład wzrost prowadzi do zwiększonego pocenia się u ssaków i do ochłodzenia organizmu);

2) ograniczenia uniemożliwiające egzystencję w tych warunkach (na przykład brak wilgoci na suchych obszarach uniemożliwia wielu przedostanie się tam);

3) modyfikatory powodujące zmiany anatomiczne i morfologiczne (na przykład kurz na terenach przemysłowych niektórych krajów doprowadził do powstania motyli ćmy brzozowej, które zachowały swój jasny kolor na obszarach wiejskich);

4) sygnały wskazujące na zmiany innych czynników środowiskowych.

W naturze wpływu czynników środowiskowych zidentyfikowano szereg ogólnych wzorców.

Prawo Optimumu- pozytywny lub zły wpływ współczynnik na - zależy od siły jego wpływu. Niedostateczne lub nadmierne działanie czynnika równie negatywnie wpływa na aktywność życiową jednostek. Korzystny wpływ czynnika środowiskowego nazywany jest strefą optymalną. Niektóre gatunki tolerują wahania w szerokim zakresie, inne w wąskim zakresie. Szeroki do dowolnego czynnika jest wskazany przez dodanie cząstki „eury”, wąski - „steno” (eurytermiczny, stenotermiczny - w odniesieniu do, euryotopowy i stenotopowy - w odniesieniu do siedlisk).

Niejednoznaczność wpływu czynnika na różne funkcje. Każdy czynnik ma inny wpływ na różne funkcje. Optimum dla niektórych procesów może być niekorzystne dla innych. Przykładowo temperatura powyżej 40°C u zwierząt zmiennocieplnych zwiększa intensywność procesów metabolicznych w organizmie, ale hamuje aktywność motoryczną, co prowadzi do otępienia termicznego.

Interakcja czynników. Optymalna strefa i granice wytrzymałości w odniesieniu do któregokolwiek z czynników środowiskowych mogą się zmieniać w zależności od siły i tego, w jakiej kombinacji działają jednocześnie inne czynniki. Dlatego łatwiej jest tolerować ciepło w suchych warunkach, niż w wilgotnych. Ryzyko zamarznięcia jest większe przy zimnej pogodzie i silnym wietrze niż przy spokojnej pogodzie. Jednocześnie wzajemne kompensowanie czynników środowiskowych ma pewne ograniczenia i nie da się całkowicie zastąpić jednego z nich drugim. Deficytu ciepła w obszarach polarnych nie można zrekompensować ani dużą ilością wilgoci, ani całodobowym oświetleniem w lecie. Każdy gatunek zwierząt wymaga własnego zestawu czynników środowiskowych.

Wpływ składnika chemicznego czynnika abiotycznego na organizmy żywe. Czynniki abiotyczne stwarzają warunki życia roślin i zwierząt oraz mają bezpośredni lub pośredni wpływ na aktywność życiową tych ostatnich. Do czynników abiotycznych zalicza się elementy natury nieorganicznej: glebę macierzystą, skład chemiczny i ten ostatni, światło słoneczne, ciepło i jego skład chemiczny, jego skład oraz barometryczny i wodny, naturalne tło promieniowania itp. Składnikami chemicznymi czynników abiotycznych są składniki odżywcze, pierwiastki śladowe i toksyczne, kwasowość (pH) środowiska.

Wpływ pH na przeżywalność organizmów wodnych. Większość ludzi nie toleruje wahań pH. Funkcjonują tylko w środowisku o ściśle określonym reżimie kwasowo-zasadowym. wodór w dużej mierze zależy od ważnego dla całości układu węglanowego i jest opisany złożonym układem powstałym w naturalnej słodkiej wodzie wolnej od CO 2, zgodnie z:

CO 2 + H 2 O + H 2 CO 3 + H + + HC.

Tabela 1.1

Wartości pH ryb słodkowodnych w Europie (wg R. Dajo, 1975)

	Charakter wpływu na ryby słodkowodne
	Zabójczy dla ryb; niektóre rośliny i bezkręgowce przeżywają
	Działa szkodliwie na ryby łososiowe; płoć, okoń, szczupak mogą przetrwać po aklimatyzacji
	Dla wielu ryb katastrofalne w skutkach, rozmnażają się jedynie szczupaki
	Niebezpieczny dla ikry łososia
	Teren odpowiedni do życia
	Działa szkodliwie na okonie i łososie w przypadku długotrwałego narażenia
	Szkodliwy dla rozwoju niektórych gatunków, w przypadku łososia śmiertelny długi czas trwania uderzenie
	Przenoszony przez karaluchy przez bardzo krótki czas
	Zabójczy dla wszystkich ryb

Wpływ ilości rozpuszczonej wody na skład gatunkowy i liczebność organizmów wodnych. Stopień nasycenia jest do niego odwrotnie proporcjonalny. rozpuszczonego O 2 w wodach powierzchniowych waha się od 0 do 14 mg/l i podlega znacznym wahaniom sezonowym i dobowym, które zależą głównie od stosunku intensywności procesów jego wytwarzania do zużycia. W przypadku dużej intensywności może dojść do znacznego przesycenia O 2 (20 mg/l i więcej). W środowisku wodnym jest czynnikiem ograniczającym. O 2 stanowi 21% (objętościowo) i około 35% całości rozpuszczonej. w morzu stanowi 80% tego w wodzie słodkiej. Dystrybucja 2) 5 - 7 mg/l - lipień, kiełb, kleń, miętus;. Gatunki te są w stanie przetrwać przechodząc na powolny tryb życia, na beztlenowość lub dzięki temu, że posiadają d-hemoglobinę, która ma duże powinowactwo do środowiska. W wodach wskaźnik ten jest bardzo zmienny. Zasolenie wyraża się zwykle w ppm (‰) i jest jedną z głównych cech mas wody, rozmieszczenia wody morskiej, elementów prądów morskich itp. Odgrywa szczególną rolę w kształtowaniu produktywności biologicznej mórz i oceanów, gdyż wiele z nich jest bardzo podatnych na jej drobne zmiany. Wiele gatunków zwierząt ma charakter wyłącznie morski (wiele gatunków ryb, bezkręgowców i ssaków).

Wody słonawe zamieszkują gatunki tolerujące zwiększone zasolenie. W ujściach rzek, gdzie zasolenie jest poniżej 3 ‰, fauna morska jest uboższa. W Morzu Bali, którego zasolenie wynosi 4 ‰, występują balanusy, loki, a także wrotki i hydroidy.

Organizmy wodne dzielimy na słodkowodne i morskie ze względu na stopień zasolenia, w jakim żyją. Stosunkowo niewiele roślin i zwierząt toleruje duże wahania zasolenia. Gatunki takie żyją zwykle w ujściach rzek lub słonych bagnach i nazywane są euryhalinami. Należą do nich liczni mieszkańcy strefy przybrzeżnej (zasolenie ok. 35 ‰), ujść rzek, wód słonawych (5 – 35 ‰) i ultrasłonych (50 – 250 ‰), a także ryby wędrowne odbywające tarło w wodach słodkich (< 5 ‰). Наиболее удивительный пример - рачок Artemia salina, способный существовать при солености от 20 до 250 ‰ и даже переносить полное временное опреснение. Способность существовать в с различной соленостью обеспечивается механизмами осморегуляции, которую поддерживают относительно постоянные осмотически активных в внутренней среды.

Ze względu na zasolenie środowiska zwierzęta dzielą się na stenohalinę i euryhalinę. Zwierzęta stenohalinowe to zwierzęta, które nie są w stanie wytrzymać znacznych zmian zasolenia środowiska. Jest to przeważająca liczba mieszkańców zbiorników morskich i słodkowodnych. Zwierzęta euryhalinowe są w stanie żyć w szerokim zakresie wahań zasolenia. Na przykład ulvae ślimaka Hydrobia jest w stanie przetrwać, gdy NaCl zmieni się z 50 na 1600 mmol/ml. Należą do nich także meduza Aurelia aurita, małż jadalny Mutilus edulis, krab Carcinus maenas i wyrostek robaczkowy Oikopleura dioica.

Odporność na zmiany zasolenia zmienia się w zależności od . Na przykład hydroid Cordylophora caspia lepiej toleruje niskie zasolenie przy niskim; dziesięcionogi przechodzą na dietę o niskiej zawartości soli, gdy jest ona zbyt wysoka. Gatunki żyjące na obszarach słonawych różnią się wielkością od form morskich. Zatem krab Carcinus maenas w Morzu Bałtyckim jest niewielki, ale w ujściach rzek i lagunach jest duży. To samo można powiedzieć o omułku jadalnym Mutilus edulis, którego średnia wielkość w Morzu Bałtyckim wynosi 4 cm, w Morzu Białym 10–12 cm, a w Morzu Japońskim 14–16 cm, zgodnie ze wzrostem zasolenie. Ponadto struktura gatunków euryhalinowych zależy również od zasolenia środowiska. Skorupiak Artemia przy zasoleniu 122‰ ma wielkość 10 mm, przy 20‰ osiąga 24–32 mm. Jednocześnie zmienia się kształt ciała, przydatki i kolor.