Меню

Экологические факторы в жизни растений и животных

Экологические факторы в жизни растений и животных

Раздел ЕГЭ: 7.1. Среды обитания организмов. Экологические факторы: абиотические, биотические. Антропогенный фактор. Их значение.

Экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания. Она рассматривает особенности развития, размножения и выживания особей, структуру и динамику популяций и сообществ в зависимости от окружающей среды.

Среды обитания организмов

Условия существования — совокупность факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать.

Среда обитания (среда жизни) — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определённое воздействие. На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную.

В процессе эволюции у организмов выработались различные приспособления к среде обитания — адаптации. Существует три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды: активный путь, пассивный путь и избегание неблагоприятных воздействий. Адаптации можно разделить на биохимические, морфологические, физиологические, этологические и др.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Отдельные элементы среды, которые воздействуют на организмы, называются экологическими факторами. Выделяют следующие экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные .

Абиотические факторы — компоненты неживой природы. Биотические факторы — воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). Антропогенные факторы — деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).

Факторы среды имеют количественное выражение. По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения) и пределы выносливости организма. Оптимум — такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна. В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена. За пределами выносливости существование организма невозможно. Различают нижний и верхний предел выносливости.

Абиотические факторы

  • Температура. Приспособления к колебаниям температуры: миграция — переселение в более благоприятные условия, анабиоз — состояние резкого угнетения жизненных процессов, когда видимые проявления жизни временно прекращаются (спячка — животные, споры — микроорганизмы, цисты — простейшие).
  • Свет. По отношению к свету различают растения: светолюбивые — растения открытых, постоянно освещаемых местообитаний; тенелюбивые (сциофиты) — растения затенённых местообитаний; теневыносливые (факультативные гелиофиты) — растения, произрастающие в условиях разной световой обеспеченности. Для животных свет играет информационную роль (таксисы). Фотопериодизм — реакция организма на длину дня (светлого времени суток).
  • Влага. По отношению к влаге растения делятся на: гидрофиты — водные растения (кувшинка, ряска, стрелолист); гигрофиты — растения влажных (избыточного увлажнения) местообитаний (аир, вахта); мезофиты — растения нормальных условий влажности (ландыш, валериана); ксерофиты — растения сухих местообитаний (саксаул, верблюжья колючка, кактус).

Правило Бергмана: теплокровные животные, обитающие в холодных климатических зонах, имеют большие размеры тела, чем их сородичи в более тёплых местообитаниях.

Правило Аллена: выступающие части (ушные раковины, клювы, хвосты, конечности) увеличиваются при продвижении к югу.

■ Биотические факторы

1) Взаимоотношения организмов разных видов

  • Хищничество — взаимодействие, при котором один организм (хищник) использует в пищу другой (жертву).
  • Нейтрализм — два вида существуют на одной территории («соседи»), но не взаимодействуют друг с другом.
  • Межвидовая конкуренция — взаимодействие (соревнование) между особями разных видов, имеющих сходные потребности (в пище, местах гнездования).
  • Симбиоз — совместное существование двух видов организмов. Один вид (симбионт) существует благодаря эксплуатации другого (хозяина). Формы симбиоза:
    • Комменсализм (нахлебничество) — выгоду получает только комменсал, присутствие которого для партнёра остаётся безразличным (рыба-прилипала).
    • Мутуализм — форма сожительства, при которой оба организма извлекают выгоду друг от друга и ни одна сторона не может существовать без другой (клубеньковые бактерии).
    • Паразитизм характеризуется антагонистическими отношениями: паразит, питаясь за счёт хозяина (его тканей, крови, питательных веществ), причиняет ему вред, хозяин стремится уничтожить или удалить паразита либо подавить его активность и жизнеспособность.

2) Взаимоотношения организмов одного вида

  • Внутривидовая конкуренция — соревнование между особями одного вида за ресурс, имеющийся в ограниченном количестве.
  • Кооперация — сотрудничество, стайный, стадный образ жизни многих животных позволяет им успешно защищаться от хищников, обеспечивать выживание детёнышей.

Антропогенные факторы

Воздействие деятельности человека:

  • Положительное воздействие (разумное преобразование природы: посадка лесов, создание искусственных водохранилищ и т. д.).
  • Отрицательное воздействие (загрязнение Мирового океана; парниковый эффект и т. д.>.

Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью , устойчивостью, пластичностью). Интервал значений экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности. Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными , с узкой — стенобионтными.

Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором. Такой фактор будет ограничивать распространение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными. Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида.

Читайте также:  Что за растение касторовое дерево

Это конспект для 10-11 классов по теме «Среды обитания. Экологические факторы». Выберите дальнейшее действие:

Источник

Среды обитания организмов. Экологические факторы: абиотические, биотические. Антропогенный фактор. Их значение

Среды обитания организмов

Организмы существуют не изолировано, а в тех или иных средах обитания. Как с окружающей природой, так и друг с другом живые существа взаимосвязаны. Организмы не только изменяются под воздействием природных факторов, но и сами изменяют окружающий мир. Среда обитания изменяет организм, формирует совокупность его признаков, обеспечивает жизнедеятельность в определенных условиях.

Среда обитания — окружающая природа, в которой проживают организмы:

Некоторые организмы обитают только в одной среде (морской окунь живет исключительно в водной стихии). Другие живут в двух средах одновременно, как растения, которые закрепляются корнями в почвенном субстрате, а наземной частью прорастают в воздушную среду.

Есть и такие представители растительного мира, которые освоили сразу три среды, например прибрежная растительность, которая обитает в почве, воде и воздухе. Паразитические организмы избрали в качестве среды обитания другой живой организм.

Разнообразие живых и неживых организмов, взаимодействующих между собой, обменивающихся веществами, называется экосистемой. Приспособленность видов к условиям существования происходит непрерывно.

Анатомические приспособления представляют собой формирование конечностей, органов, систем, которые помогают приобрести свойства, полезные в той или иной среде обитания.

Физиологические изменения происходят внутри организма, или осуществляются как ответ на внешние природные факторы, с целью улучшения выживаемости вида или отдельной особи.

Биологический прогресс — результат успеха в борьбе за существование, показатель приспособленности вида. Его признаки: высокая численность, широкий ареал и увеличение числа систематических групп.

Наземно-воздушная среда обитания

Расселяясь на суше, животные и растения постепенно приспосабливались к наземно-воздушной среде обитания. У растений появилась механическая и проводящая ткань, хорошо развитая корневая система.

  1. Возможность растений размножаться половым путем, без помощи капельножидкой влаги, появилась не сразу. Мхи, плауны, хвощи, папоротники нуждаются в наличии воды для слияния половых клеток. Только с появлением двойного оплодотворения у покрытосеменных растений стало возможно завоевание растительными организмами засушливых регионов планеты.
  2. Животные тоже не сразу приспособились к размножению в засушливых условиях. Организмы не только изменяются под воздействием природных факторов, но и сами изменяют окружающий мир. Амфибии откладывают икринки в воду, без наличия влаги их размножение невозможно. Только с появлением такого важнейшего эволюционного ароморфоза как яйцо, стало возможным размножение животных вдали от водоемов.
  3. В процессе эволюции развитие организмов шло постепенно, с поэтапными приспособлениями в условиях колебания температур, присущей наземно-воздушной среде жизни. Со временем возникли теплокровные и хладнокровные виды, птицы, паукообразные, многочисленные насекомые.

Воздушная среда характеризуется значительным количеством кислорода, энергии Солнца, но в ней зачастую не хватает влаги. Поэтому, обитатели засушливых мест имеют специальные приспособления для добычи, запасания и экономной траты драгоценной влаги. Разнообразие этой среды представлено разнообразием жизни в ней.

Водная среда обитания

Температурные колебания в воде незначительные. Температура здесь меняется меньше, а кислорода, растворенного в воде, зачастую бывает недостаточно.

Обитатели водоемов используют для дыхания растворенный в воде кислород, при помощи жабр они извлекают его из воды. Некоторые представители водной фауны имеют дыхательную трубку, воздухозаборники, пузырь.

Тело у водных организмов имеет обтекаемую, иногда сплюснутую с боков форму.

Приспособленность помогает выжить организмам в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием движущих сил эволюции.

Водные организмы, входящие в состав планктона, имеют пониженную удельную плотность. Они свободно парят в водяной толще и сопротивляются давлению воды.

Формирование окраски водных организмов продиктовано распределением света и тени под водой.

Почвенная среда обитания

На первый взгляд может показаться, что в почве обитает меньше организмов, чем в других средах. Но это не так, почва кишит живыми существами. Здесь живет огромное количество дробянок, одноклеточных организмов, нематод и кольчатых червей, насекомых, моллюсков.

Из крупных представителей почвенной среды самые распространенные и многочисленные – кроты и слепыши. Слепыш —представитель травоядных, достигает длины тела 35 см. Крот — хищник, питается в основном личинками насекомых и дождевыми червями. Размеры его тела вдвое меньше, чем у слепыша.

Живой организм как среда обитания

Паразиты в качестве среды обитания используют живые организмы. В ходе эволюции паразиты приспособились к жизни в организме хозяина. У них редуцирована пищеварительная система, органы чувств, ведут неподвижный или малоподвижный образ жизни. Половая система развита хорошо, распространено явление гермафродитизма.

Читайте также:  Физиологические основы стресса у растений

Экологические факторы

Среда обитания – это то место, где живет организм. Все живое имеет взаимосвязи между собой и с природой в целом. Организмам нужен свет, вода, тепло. Наличие этих факторов превращает окружающее пространство в среду жизни. Объединенные этими факторами в единый поток, организмы, представляют собой живую, саморегулируемую систему.

Экологические факторы – это те условия, что оказывают влияние на жизнедеятельность организмов на протяжении онтогенеза.

Жизнь существ находится в зависимости от изменяющихся факторов, к которым растения и животные приспосабливаются постоянно.

Животные заселили все среды: наземно-воздушную, почвенную, водную.

Без воды, воздуха, света невозможно существование живого. Так, вода является веществом, обеспечивающим протекание таких процессов жизнедеятельности, как перенос питательных веществ в живых организмах.

Свет нужен растениям для синтеза органических веществ из неорганических. Автотрофы способны синтезировать органику при наличии солнечного света, воды и хлорофилла. Такие организмы называют продуцентами, они стоят в самом начале пищевой цепи.

Без воды не возможно протекание процессов внутри организмов. Кислород животные и растения получают из воздуха, он необходим для дыхания, окислительных процессов. Углекислый газ также содержится в атмосферном воздухе, без него невозможен фотосинтез, в результате которого образуются органические вещества в зеленых растениях.

  • К абиотическим факторам относятся свет, температура, влага, атмосферное давление, движение воздушных масс, соленость воды.
  • Биотические факторы проявляются с совместным проживанием на одной территории различных видов, во влиянии организмов друг на друга.
  • Антропогенные факторы представляют собой воздействия хозяйственной деятельности людей на природу, которые в последние столетия по глобальности воздействия приближаются к геологическому воздействию.

Недостаток одного экологического фактора нельзя компенсировать обилием другого.

Живые организмы подстраиваются под факторы окружающей среды, многие животные перемещаются в поисках благоприятных условий. Именно поэтому животные ограничены в росте, активней реагируют на изменения окружающей среды.

Абиотические факторы

Окружающая природа постоянно влияет на организм, формирует, усовершенствует его. Все, без исключения, организмы адаптируются к воздействию различных факторов в ходе естественного отбора в процессе эволюции.

Абиотические факторы – это факторы неживой природы. Самые важные из них — освещенность, температура, влажность.

Факторы неживой природы:

  1. климатические (свет, температура, осадки),
  2. грунтовые,
  3. рельефные.

Распространение организмов определяется взаимодействием этих факторов на определенных территориях.

  • Расселение живых организмов по Земле, их жизнедеятельность, взаимосвязи обусловлены совокупностью условий окружающей среды. На животных и растения влияет влажность, освещенность, наличие ветров, несущих влагу, рельеф местности.
  • Без доступа света не происходит фотосинтез у растений, невозможно восприятие визуальной информации у животных. Солнечное излучение различного спектра имеет большое значение для жизнедеятельности организмов.
  • Тепло – основополагающий фактор распределения животных и растений по земному шару. Изменение температурного режима на протяжении годового цикла, обуславливает сезонные явления в жизни организмов.

Вода регулирует распределение численности особей, как по всему земному шару, так и в рамках ареалов обитания. Она жизненно необходима для протекания обменных процессов, для терморегуляции, транспорта веществ. Кроме того, для множества видов вода – это стихия жизни.

Биотические факторы

Биотические факторы – это факторы живой природы, влияющие на жизнедеятельность организмов. Их влияние выражено во взаимодействии одних организмов с другими.

Растения и животные существуют не изолированно, а в тесной взаимосвязи друг с другом. Микроскопические организмы, грибы, бактерии выделяют вещества, оказывающие влияние на соседей.

Один из примеров влияния растений друг на друга – аллелопатия, явление угнетения одного растения другим.

Взаимоотношения между представителями разных таксономических единиц, различны: некоторые бывают полезными, другие вредными.

Растение паразит – заразиха. Паразитирует на подсолнечнике.

Живые компоненты экосистем представлены автотрофами и гетеротрофами.

Автотрофные организмы не нуждаются в органической пище, они сами синтезируют ее при наличии солнечного света, воды и хлорофилла. Их называют продуцентами.

Гетеротрофные организмы нуждаются в органической пище. Они потребляют вещества, синтезированные зелеными растениями, водорослями.

В каждой экосистеме присутствуют и редуценты, разрушающие органические вещества. Их задача – переработка, расщепление отмерших останков растений и животных. Все компоненты биосистемы связаны друг с другом, обмениваются веществами, энергией, формируя круговорот веществ и энергии в природе.

Существование экосистем предполагает обмен энергетическими потоками, первым звеном в котором, являются автотрофные организмы, продуцирующие органику.

Солнечная энергия является лимитирующим фактором всей этой системы. Климатические факторы выступают в роли регуляторов в системе преобразования веществ и энергии. К этим факторам следует отнести температуру среды обитания, влажность, давление, освещенность, перемещение масс воздуха. Объединенные этими факторами в единый поток, организмы, представляют собой живую устойчивую систему.

Читайте также:  Уличные растения не требующего ухода

Антропогенный фактор

Воздействие человечества на природу является мощным фактором, изменяющим экосистемы. Хозяйственная деятельность людей до неузнаваемости меняет среду обитания множества видов, приводит к сокращению численности популяций, а иногда к исчезновению отдельных видов.

  • За последнее столетие количество людей на планете резко возросло, увеличилось промышленное производство, выработка энергии. Это привело к тому, что влияние человечества на природу в целом и на отдельные биосистемы возросло (производится вырубка лесных массивов, осушаются реки и озера, выкашиваются прибрежные участки).
  • Воздействие человека на биосистемы может быть прямым (интродукция диких видов растений, разведение животных в неволе) и непрямым (осушение болотистых участков ведет к снижению численности видов прибрежных растений и животных).
  • Результат влияния человека на экосистемы может быть как позитивным (создание искусственных насаждений), так и негативным (истощение, засоление почвы).
  • Отрицательное антропологическое действие на живые организмы оказывают вредные выбросы промышленных предприятий, выхлопные газы транспорта, отходы производств различных отраслей промышленности, накопление в грунтах тяжелых металлов, засоление почвы.
  • Люди, расселяя сельскохозяйственные растения и животных, способствуют одновременному расселению паразитов и вредителей. Благодаря участию людей, в стабильные биосистемы попадают пришлые организмы с других материков, вытесняющие, угнетающие районированные виды.
  • Нельзя не сказать и о позитивном опыте сохранения, разумного использования и возрождения экосистем. Оживают пересохшие болота и реки, поднимаются насажденные хвойные и лиственные леса, восстанавливается численность редких животных.
  • Стремительное увеличение народонаселения и рост производства привело к тому, что воздействие человеческой деятельности на природу стало сопоставимо с геологическими факторами.
  • Неразумное природопользование обусловило глубочайшее нарушение природного равновесия, напряженное отношение между человечеством и природой.
  • Потребительское отношение к природным ресурсам уничтожает живое на планете. Доказательством этого является возникновение озоновых дыр, парникового эффекта, кислотных дождей, эпифитотий и эпидемий.
  • В настоящее время крайне важна охрана экосистем, отдельных таксономических единиц.

Биологическое разнообразие, как следствие продолжительной эволюции растительного и животного мира, одна из основных причин его устойчивости и стабильного развития. Оскудение экосистем, снижение количества отдельных особей и популяций могут непоправимо изменить систему биотических и абиотических взаимосвязей, которые определяют разнообразие жизни.

Приспособления организмов для жизни в различных условиях

Адаптационные приспособления определяют особенности химического состава, внешнего вида, строения, обеспечивающие выживание, развитие и размножение видов в тех или иных условиях. Приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания могут все живые существа.

  • Адаптации организмов к абиотическим факторам проявляются в изменении строения, функций, поведенческих реакций животных того или иного вида. Такие приспособления дают возможность выжить в определенных условиях. Приспособиться к условиям окружающей среды может любой живой организм.
  • Адаптации появляются под влиянием экологического воздействия, и могут проявляться в изменении химического состава, строения, жизненных функций, поведенческих реакций.
  • Растения произрастают в различных условиях освещения: от интенсивно освещенных пустынь, степных зон до пещер и подводных впадин. Представители флоры, произрастающие в условиях повышенной инсоляции, имеют толстые, жесткие листовые пластинки, способные располагаться под углом к потоку солнечного света, имеют большое количество устьиц.

Значение приспособлений

У растений, развивающихся в условиях дефицита освещения, приспособления имеют противоположный характер.

  • Водные растения отличаются хорошо развитой воздухоносной тканью, имеют много межклеточного пространства, небольшое количество устьиц, недоразвитые корни.
  • Представители флоры, произрастающие в засушливых регионах, приспособились запасать воду в подземных образованиях – луковицах, клубнях. Кактусы, молочаи накапливают жидкость в утолщенных надземных частях. Некоторые растения, для уменьшения испарения, имеют узкие листья, например, ковыль.
  • Изменение длины светового дня является сигналом для множества биоритмов. Приспособление животных к фактору освещения проявляется в фототаксисе, образовании витамина D, черно-белом и цветовом зрении, ночном и дневном образе жизни, использовании ультрафиолетовых лучей для ориентации.
  • Адаптации животных, связанные с фактором температуры, могут проявляться в появлении теплоизолирующих покровов, жировых отложений, накоплении в крови веществ, предотвращающих образование кристалликов льда.

Приспособление к жизни в условиях дефицита воды проявляется в накоплении жировой ткани, которая при расщеплении высвобождает молекулы воды. Появление плотных покровов, предотвращающих испарение влаги с поверхности тела – особенность живых организмов, адаптировавшихся к условиям сухого климата.

Таким образом, адаптации к биотическим факторам чаще всего проявляются в изменении химического состава, строения и поведенческих реакций живых организмов. Окружающая среда наносит отпечаток на внешний вид и строение, который проявляется в адаптациях, способствующих выживанию видов. Представители различных таксономических единиц, проживающих в одинаковых условиях, формируют сходные приспособления.

Источник