Abiotické faktory - faktory neživej prírody, fyzikálnej a chemickej povahy. Patria sem: svetlo, teplota, vlhkosť, tlak, slanosť (najmä vo vodnom prostredí), minerálne zloženie(v pôde, v pôde vodných útvarov), pohyb vzdušných hmôt (vietor), pohyb vodných hmôt (prúdy atď.) Kombinácia rôznych abiotických faktorov určuje rozšírenie druhov organizmov v rôznych oblastiach. glóbus. Každý vie, že jedno alebo druhé druhov nachádza nie všade, ale v oblastiach, kde sú podmienky potrebné na jeho existenciu. To vysvetľuje najmä geografické ohraničenie rôzne druhy na povrchu našej planéty.
Ako je uvedené vyššie, existencia určitý druh závisí od kombinácie mnohých rôznych abiotických faktorov. Navyše pre každý druh je význam jednotlivých faktorov, ako aj ich kombinácií veľmi špecifický.
Svetlo je nevyhnutné pre všetky živé organizmy. Jednak preto, že je prakticky jediným zdrojom energie pre všetko živé. Autotrofné (fotosyntetické) organizmy – sinice, rastliny, premieňajúce energiu slnečné svetlo do energie chemických väzieb (v procese syntézy organických látok z minerálov), zabezpečiť ich existenciu. Ale okrem toho, organickej hmoty nimi vytvorené, slúžia (vo forme potravy) ako zdroj energie pre všetky heterotrofy. Po druhé, svetlo hrá dôležitú úlohu ako faktor regulujúci životný štýl, správanie a fyziologické procesy prebiehajúce v organizmoch. Pripomeňme si taký známy príklad, akým je jesenné zhadzovanie lístia zo stromov. postupné znižovanie denných hodín spúšťa komplexný proces fyziologickej reštrukturalizácie rastlín v očakávaní dlhého zimného obdobia.
Pre živočíchy mierneho pásma majú veľký význam zmeny denného svetla počas roka. Sezónnosť podmieňuje rozmnožovanie mnohých ich druhov, zmenu operenia a srsti, rohov u kopytníkov, metamorfózy u hmyzu, migráciu rýb a vtákov.
Nemenej dôležitým abiotickým faktorom ako svetlo je teplota. Väčšina živých bytostí môže žiť iba v rozmedzí od -50 do +50 °C. A hlavne v biotopoch organizmov na Zemi teploty neprekračujú tieto hranice. Existujú však druhy, ktoré sa prispôsobili existencii pri veľmi vysokých alebo nízkych teplotách. Takže niektoré baktérie, škrkavky môžu žiť v horúcich prameňoch s teplotou až +85 ° C. V podmienkach Arktídy a Antarktídy sa vyskytujú rôzne druhy teplokrvných živočíchov – ľadové medvede, tučniaky.
Teplota ako abiotický faktor môže výrazne ovplyvniť rýchlosť vývoja, fyziologickú aktivitu živých organizmov, keďže podlieha denným a sezónnym výkyvom.
Ostatné abiotické faktory sú rovnako dôležité, ale v rôznej miere pre rôzne skupinyživé organizmy. Takže pre všetky suchozemské druhy zohráva významnú úlohu vlhkosť a pre vodné druhy slanosť. Faunu a flóru ostrovov v oceánoch a moriach výrazne ovplyvňuje vietor. Pre obyvateľov pôdy je dôležitá jej štruktúra, teda veľkosť pôdnych častíc.
Biotické a antropogénne faktory
Biotické faktory(živočíšne faktory) sú rôzne rôzne formy interakcie medzi organizmami rovnakého a rozdielneho druhu.
Vzťahy medzi organizmami rovnakého druhu pravdepodobnejšie budú súťaž a dosť ostrý. Je to spôsobené ich rovnakými potrebami - v potrave, územnom priestore, vo svetle (pre rastliny), na hniezdiskách (pre vtáky) atď.
Často vo vzťahu jedincov rovnakého druhu existuje aj spolupráce. Stádo, stádový životný štýl mnohých zvierat (kopytníky, tulene, opice) im umožňuje úspešne sa brániť pred predátormi a zabezpečiť prežitie mláďat. Zaujímavým príkladom sú vlci. V priebehu roka majú zmenu konkurenčných vzťahov na družstevné. Na jar av lete žijú vlci v pároch (samec a samica), vychovávajú potomstvo. Každý pár zároveň zaberá určité lovecké územie, ktoré mu poskytuje potravu. Medzi pármi existuje tvrdá územná súťaž. V zime sa vlci zhromažďujú v svorkách a lovia spolu a vo vlčej svorke sa vytvára pomerne zložitá „sociálna“ štruktúra. Prechod od súťaženia ku spolupráci je tu spôsobený tým, že v lete je tu veľa koristi (malá zver), v zime sú k dispozícii len veľké zvieratá (losy, jelene, diviaky). Samotný vlk si s nimi nevie dať rady, a tak sa vytvorí svorka pre úspešný spoločný lov.
Vzťah organizmov rôznych druhov veľmi pestrá. V tých, ktorí majú podobné potreby (na potravu, hniezdiská), existuje súťaž. Napríklad medzi šedými a čiernymi potkanmi, červeným švábom a čiernym. Nie veľmi často, ale medzi odlišné typy rozvíja spolupráce ako vtáčí trh. Početné vtáky malé druhy prvý si všimne nebezpečenstvo, priblíženie sa predátora. Vyhlásia poplach a veľké, silné druhy (napríklad čajky haringové) aktívne útočia na dravca (polárnu líšku) a odháňajú ho, čím chránia svoje hniezda aj hniezda malých vtákov.
Rozšírené v druhových vzťahoch dravosť. V tomto prípade dravec zabije korisť a úplne ju zje. Bylinožravosť s touto metódou úzko súvisí: aj tu jedince jedného druhu jedia zástupcov druhého (niekedy však rastlinu nepožierajú úplne, ale len čiastočne).
o komenzalizmus symbiont má zo spolužitia úžitok a hostiteľovi sa neškodí, ale nedostáva žiadny prospech. Napríklad pilotná ryba (komensál), žijúca v blízkosti veľkého žraloka (majiteľa), má spoľahlivého ochrancu a jedlo na ňu padá „zo stola“ majiteľa. Žralok si jednoducho svojho „freeloadera“ nevšimne. Komenzalizmus je široko pozorovaný u zvierat, ktoré vedú pripútaný životný štýl – špongie, koelenteráty (obr. 1).
Ryža. jeden.Sasanka na škrupine obsadenej krabom pustovníkom
Larvy týchto živočíchov sa usadzujú na schránke krabov, schránke mäkkýšov a vyvinuté dospelé organizmy využívajú hostiteľa ako „vozidlo“.
Vzájomné vzťahy sa vyznačujú obojstranným prospechom pre vzájomnú stranu aj pre vlastníka. Široko známymi príkladmi sú črevné baktérie u ľudí („dodávajú“ svojmu hostiteľovi potrebné vitamíny); uzlové baktérie – fixátory dusíka – žijúce v koreňoch rastlín a pod.
Napokon, dva druhy, ktoré existujú na tom istom území („susedia“), sa nesmú žiadnym spôsobom vzájomne ovplyvňovať. V tomto prípade sa hovorí o neutralizmusžiadny vzťah medzi druhmi.
Antropogénne faktory - faktory (ovplyvňujúce živé organizmy a ekologické systémy) vyplývajúce z ľudskej činnosti.
Abiotické faktory sú faktory priestor (slnečné žiarenie) klimatický (svetlo, teplota, vlhkosť, atmosférický tlak, zrážky, pohyb vzduchu), edafické alebo pôdne faktory (mechanické zloženie pôdy, vlahová kapacita, priedušnosť, hustota pôdy), orografické faktory (reliéf, nadmorská výška, sklon svahu), chemické faktory (plynné zloženie vzduchu, zloženie solí a kyslosť vodných a pôdnych roztokov). Abiotické faktory ovplyvňujú živé organizmy (priamo alebo nepriamo) prostredníctvom určitých aspektov metabolizmu. Ich zvláštnosťou je jednostrannosť dopadu: telo sa im dokáže prispôsobiť, no nemá na ne výrazný vplyv.
ja. Vesmírne faktory
Biosféra ako biotop pre živé organizmy nie je izolovaná od zložitých procesov prebiehajúcich vo vesmíre, a to nielen priamo súvisiacich so Slnkom. Na Zem dopadá kozmický prach, meteoritická hmota. Zem sa pravidelne zráža s asteroidmi, približuje sa ku kométam. Cez Galaxiu prechádzajú látky a vlny, ktoré vznikajú v dôsledku výbuchov supernov. Naša planéta je samozrejme najužšie spojená s procesmi prebiehajúcimi na Slnku, s takzvanou slnečnou aktivitou. Podstatou tohto javu je premena energie akumulovanej v magnetických poliach Slnka na energiu pohybu plynných hmôt, rýchlych častíc a krátkovlnného elektromagnetického žiarenia.
Najintenzívnejšie procesy sú pozorované v centrách aktivity, nazývaných aktívne oblasti, v ktorých sa zosilňuje magnetické pole, objavujú sa oblasti zvýšeného jasu, ako aj takzvané slnečné škvrny. V aktívnych oblastiach môže dochádzať k uvoľňovaniu výbušnej energie, sprevádzanej vyvrhovaním plazmy, náhlym objavením sa slnečného kozmického žiarenia a zvýšením krátkovlnnej a rádiovej emisie. Je známe, že zmeny v úrovni aktivity vzplanutia sú cyklického charakteru s normálnym cyklom 22 rokov, hoci sú známe výkyvy s frekvenciou 4,3 až 1850 rokov. Slnečná aktivita ovplyvňuje množstvo životných procesov na Zemi – od výskytu epidémií a návalov pôrodov až po veľké klimatické premeny. Ukázal to už v roku 1915 ruský vedec A.L.Čiževskij, zakladateľ novej vedy – heliobiológie (z gréckeho helios – Slnko), ktorá uvažuje o vplyve zmien slnečnej aktivity na biosféru Zeme.
Elektromagnetické žiarenie spojené so slnečnou aktivitou so širokým rozsahom vlnových dĺžok teda patrí medzi najdôležitejšie kozmické faktory. Absorpcia krátkovlnného žiarenia zemskou atmosférou vedie k tvorbe ochranných obalov, najmä ozonosféry. Z ďalších kozmických faktorov treba spomenúť korpuskulárne žiarenie Slnka.
slnečná koróna ( vrchná časť slnečná atmosféra), pozostávajúca najmä z ionizovaných atómov vodíka – protónov – s prímesou hélia, sa neustále rozširuje. Pri opustení koróny sa tento tok vodíkovej plazmy šíri v radiálnom smere a dosahuje Zem. Volajú ho slnečný vietor. Vypĺňa celú plochu slnečná sústava; a neustále prúdi okolo Zeme a interaguje s jej magnetickým poľom. Je zrejmé, že je to spôsobené dynamikou magnetickej aktivity (napríklad magnetické búrky) a priamo ovplyvňuje život na Zemi.
Zmeny v ionosfére v polárnych oblastiach Zeme súvisia aj so slnečným kozmickým žiarením, ktoré spôsobuje ionizáciu. S výkonnými bleskami slnečná aktivita dopad slnečného kozmického žiarenia môže krátkodobo prekročiť obvyklé pozadie galaktického kozmického žiarenia. V súčasnosti veda nazhromaždila množstvo faktografických materiálov ilustrujúcich vplyv kozmických faktorov na biosférické procesy. Predovšetkým je preukázaná citlivosť bezstavovcov na zmeny slnečnej aktivity, korelácia jej variácií s dynamikou nervového a kardiovaskulárneho systému človeka, ako aj s dynamikou chorôb – dedičných, onkologických, infekčných atď. bola založená.
Charakteristickým znakom vplyvu kozmických faktorov a prejavov slnečnej aktivity na biosféru je, že povrch našej planéty je oddelený od kozmu silnou vrstvou hmoty v plynnom stave, t.j. atmosférou.
II. klimatické faktory
Najdôležitejšiu klímotvornú funkciu má atmosféra ako prostredie, ktoré vníma kozmické a slnečné faktory.
1. Svetlo. energie slnečné žiarenie sa šíri v priestore vo forme elektromagnetických vĺn. Asi 99% z toho sú lúče s vlnovou dĺžkou 170-4000 nm, z toho 48% vo viditeľnej časti spektra s vlnovou dĺžkou 400-760 nm a 45% v infračervenom (vlnová dĺžka od 750 nm do 10"3 m) , asi 7% - na ultrafialové (vlnová dĺžka menej ako 400 nm).V procesoch fotosyntézy zohráva najdôležitejšiu úlohu fotosynteticky aktívne žiarenie (380-710 nm).
Množstvo energie slnečného žiarenia prichádzajúceho na Zem (k hornej hranici atmosféry) je takmer konštantné a odhaduje sa na 1370 W/m2. Táto hodnota sa nazýva slnečná konštanta.
Pri prechode atmosférou je slnečné žiarenie rozptýlené molekulami plynu, suspendovanými nečistotami (pevnými a kvapalnými), absorbované vodnou parou, ozónom, oxidom uhličitým, prachovými časticami. Rozptýlené slnečné žiarenie čiastočne dopadá na zemský povrch. Jeho viditeľná časť vytvára svetlo počas dňa bez priameho slnečného žiarenia, napríklad pri veľkej oblačnosti.
Energiu slnečného žiarenia povrch Zeme nielen pohlcuje, ale aj odráža vo forme prúdu dlhovlnného žiarenia. Svetlejšie farebné povrchy odrážajú svetlo intenzívnejšie ako tmavšie. Čistý sneh teda odráža 80-95%, znečistený - 40-50, černozemná pôda - 5-14, svetlý piesok - 35-45, lesná koruna - 10-18%. Pomer slnečného žiarenia odrazeného od povrchu k prichádzajúcemu sa nazýva albedo.
Žiarivá energia Slnka je spojená s osvetlením zemského povrchu, ktorá je určená trvaním a intenzitou svetelného toku. Rastliny a zvieratá v procese evolúcie vyvinuli hlboké fyziologické, morfologické a behaviorálne adaptácie na dynamiku osvetlenia. Všetky zvieratá, vrátane ľudí, majú takzvané cirkadiánne (denné) rytmy aktivity.
Požiadavky organizmov na určitú dobu trvania tmavého a svetlého času sa nazývajú fotoperiodizmus a obzvlášt dôležitosti majú sezónne výkyvy osvetlenia. Postupný trend znižovania dĺžky denného svetla od leta do jesene slúži ako informácia na prípravu na zimovanie alebo zimný spánok. Keďže fotoperiodické podmienky závisia od zemepisnej šírky, množstvo druhov (predovšetkým hmyz) môže vytvárať geografické rasy, ktoré sa líšia prahovou dĺžkou dňa.
2. Teplota
Teplotná stratifikácia je zmena teploty vody pozdĺž hĺbky vodného objektu. Nepretržitá zmena teploty je charakteristická pre každý ekologický systém. Na označenie takejto zmeny sa často používa slovo „gradient“. Špecifickým javom je však teplotné rozvrstvenie vody v nádrži. Áno, cez leto povrchová voda zahriať viac ako hlboké. Keďže teplejšia voda má nižšiu hustotu a nižšiu viskozitu, dochádza k jej cirkulácii v povrchovej, zohriatej vrstve a nemieša sa s hustejšou a viskóznejšou studenou vodou. Medzi teplou a studenou vrstvou sa vytvára medzizóna s ostrým teplotným gradientom, ktorá sa nazýva termoklina. generál teplotný režim, spojený s periodickými (ročnými, sezónnymi, dennými) teplotnými zmenami, je zároveň najdôležitejšou podmienkou pre biotop živých organizmov vo vode.
3. Vlhkosť. Vlhkosť je množstvo vodnej pary vo vzduchu. Na vlhkosť sú najbohatšie spodné vrstvy atmosféry (do výšky 1,5-2,0 km), kde sa sústreďuje približne 50 % všetkej vlhkosti vzduchu. Obsah vodnej pary vo vzduchu závisí od jej teploty.
4. Zrážky sú voda v kvapalnom (kvapkách) alebo pevnom stave, ktorá padá na zem. povrch z oblakov alebo usadené priamo zo vzduchu v dôsledku kondenzácie vodnej pary. Z mrakov môže padať dážď, sneh, mrholenie, mrznúci dážď, snehové zrnká, ľadové guľôčky, krúpy. Množstvo zrážok sa meria hrúbkou vrstvy spadnutej vody v milimetroch.
Zrážky úzko súvisia s vlhkosťou vzduchu a sú výsledkom kondenzácie vodnej pary. V dôsledku kondenzácie v povrchovej vzduchovej vrstve sa tvorí rosa a hmla a pri nízkych teplotách sa pozoruje kryštalizácia vlhkosti. Kondenzácia a kryštalizácia vodnej pary vo vyšších vrstvách atmosféry tvoria oblaky rôznych štruktúr a sú príčinou zrážok. Rozdeľte mokré (vlhké) a suché (suché) zóny zemegule. Maximálne množstvo zrážok spadá do zóny tropického lesa (do 2 000 mm / rok), zatiaľ čo v suchých zónach (napríklad v púšti) - 0,18 mm / rok.
zrážky - najdôležitejším faktorom, ktorá ovplyvňuje procesy znečisťovania prírodného prostredia. Prítomnosť vodnej pary (hmly) vo vzduchu so súčasným vstupom napríklad oxidu siričitého do vzduchu vedie k tomu, že tento sa mení na kyselinu sírovú, ktorá sa oxiduje na kyselinu sírovú. V podmienkach stojatého vzduchu (kľud) sa vytvára stabilná toxická hmla. Takéto látky sa môžu vyplaviť z atmosféry a uložiť na povrch pôdy a oceánov. Typickým výsledkom sú takzvané kyslé dažde. Častice v atmosfére môžu slúžiť ako zárodky pre kondenzáciu vlhkosti, čo spôsobuje rôzne formy zrážok.
5. Atmosférický tlak. Za normálny tlak sa považuje 101,3 kPa (760 mm Hg). Na povrchu zemegule sú oblasti vysokého a nízkeho tlaku a sezónne a denné minimá a maximá tlaku sú pozorované v rovnakých bodoch. Morské a kontinentálne typy dynamiky atmosférického tlaku sa tiež líšia. Periodicky sa vyskytujúce oblasti nízkeho tlaku sa nazývajú cyklóny a vyznačujú sa silnými prúdmi vzduchu, ktoré sa pohybujú po špirále a pohybujú sa v priestore smerom k stredu. Cyklóny sú spojené s nestabilným počasím a veľká kvantita zrážok.
Naproti tomu anticyklóny sa vyznačujú stabilným počasím, nízkou rýchlosťou vetra a v niektorých prípadoch aj teplotnými inverziami. Počas anticyklón sa môžu vyskytnúť nepriaznivé meteorologické podmienky z hľadiska prenosu a rozptylu nečistôt.
6. Pohyb vzduchu. Dôvodom vzniku veterných prúdov a pohybu vzdušných hmôt je nerovnomerné zahrievanie rôznych častí zemského povrchu spojené s poklesmi tlaku. Prúdenie vetra smeruje k nižšiemu tlaku, ale rotácia Zeme ovplyvňuje aj cirkuláciu vzdušných hmôt v globálnom meradle. V povrchovej vrstve vzduchu pohyb vzdušných hmôt ovplyvňuje všetky meteorologické faktory. životné prostredie, t.j. o klíme vrátane teploty, vlhkosti, vyparovania pôdy a mora a transpirácie rastlín.
Zvlášť dôležité je vedieť, že prúdenie vetra je najdôležitejším faktorom pri prenose, rozptyle a zrážaní znečisťujúcich látok vstupujúcich do atmosféry z priemyselných podnikov, tepelných elektrární a dopravy. Sila a smer vetra určujú spôsoby znečistenia životného prostredia. Napríklad kľud v kombinácii s teplotnou inverziou vzduchu sa považuje za nepriaznivé meteorologické podmienky (NMC), ktoré prispievajú k dlhodobému silnému znečisteniu ovzdušia v oblastiach priemyselných podnikov a ľudských obydlí.
generál vzory rozloženia úrovní a regionálnych režimov environmentálnych faktorov
Geografický obal Zeme (podobne ako biosféra) je v priestore heterogénny, je rozčlenený na územia, ktoré sa navzájom líšia. Postupne sa delí na fyzickogeografické zóny, geografické zóny, intrazonálne horské a nížinné oblasti a podoblasti, podoblasti atď.
Fyzicko-geografický pás je najväčšou taxonomickou jednotkou geografickej schránky, ktorá sa skladá zo série geografických oblastiach, ktoré sú si z hľadiska tepelnej bilancie a režimu zvlhčovania blízke.
Ide najmä o Arktídu a Antarktídu, subarktické a subantarktické, severné a južné mierne a subtropické, subekvatoriálne a rovníkové pásy.
geografický (aka.–prírodná, krajinná) zóna–ide o významnú časť fyzicko-geografického pásma s osobitným charakterom geomorfologických procesov, s osobitnými typmi podnebia, vegetácie, pôd, flóry a fauny.
Zóny majú prevažne (aj keď v žiadnom prípade nie vždy) široko pretiahnuté obrysy a vyznačujú sa podobnými prírodnými podmienkami, určitou postupnosťou v závislosti od zemepisnej polohy - ide o zemepisnú zemepisnú zonalitu, ktorá je spôsobená najmä charakterom rozloženia slnečnej energie v zemepisných šírkach. , teda s poklesom jeho príchodu od rovníka k pólom a nerovnomerným zvlhčovaním.
Spolu so zemepisnou šírkou existuje aj vertikálna (alebo nadmorská) zonalita typická pre horské oblasti, t. j. zmena vegetácie, voľne žijúcich živočíchov, pôdy, klimatických podmienok, keď stúpate z hladiny mora, spojená najmä so zmenou. tepelná bilancia: rozdiel teplôt vzduchu je 0,6-1,0 °C na každých 100 m nadmorskej výšky.
III. edafickýalebo pôdyfaktory
Podľa definície V. R. Williamsa je pôda sypký povrchový horizont krajiny, schopný produkovať úrodu rastlín. Najdôležitejšou vlastnosťou pôdy je jej úrodnosť, t.j. schopnosť poskytnúť rastlinám organickú a minerálnu výživu. Úrodnosť závisí od fyzikálnych a chemických vlastností pôdy, ktoré sú spolu edafogénne (z gr. edafos - pôda) alebo edafické faktory.
1. Mechanické zloženie pôdy. Pôda je produktom fyzikálnej, chemickej a biologickej premeny (zvetrávanie) skaly je trojfázové médium obsahujúce tuhú látku; kvapalné a plynné zložky. Vzniká ako výsledok zložitých interakcií podnebia, rastlín, živočíchov, mikroorganizmov a považuje sa za bioinertné teleso obsahujúce živé a neživé zložky.
Vo svete existuje veľa druhov pôd spojených s rôznymi klimatickými podmienkami a špecifikami procesov ich vzniku. Pôdy sa vyznačujú určitou zonálnosťou, hoci pásy nie sú v žiadnom prípade vždy súvislé. Medzi hlavné typy pôd v Rusku patria tundra, podzolové pôdy tajgy-lesnej zóny (najbežnejšie), černozeme, sivé lesné pôdy, gaštanové pôdy (južne a východne od černozemí), hnedé pôdy (charakteristické pre suché stepi a polostrova -púšte), červené pôdy, slané močiare atď.
V dôsledku pohybu a premeny látok sa pôda zvyčajne rozdelí na samostatné vrstvy alebo horizonty, ktorých kombinácia vytvára na reze pôdny profil (obr. 2), ktorý vo všeobecnosti vyzerá takto:
najvrchnejší horizont (ALE 1 ), obsahujúci produkty rozkladu organickej hmoty, je najúrodnejší. Nazýva sa humus alebo humus, má zrnitú-hrudkovitú alebo vrstvenú štruktúru. Práve v ňom prebiehajú zložité fyzikálno-chemické procesy, v dôsledku ktorých sa tvoria prvky výživy rastlín. Humus má inú farbu.
Nad humusovým horizontom sa nachádza vrstva rastlinného opadu, ktorý sa bežne nazýva opad (A 0 ). Pozostáva z nerozložených zvyškov rastlín.
Pod humusovým horizontom sa nachádza neplodná belavá vrstva hrubá 10-12 cm (A 2). Živiny vymyť z neho vodou alebo kyselinami. Preto sa nazýva leaching alebo leaching (eluvial) horizon. Vlastne je to podzolický horizont. Kremeň a oxid hlinitý sú slabo rozpustené a zostávajú v tomto horizonte.
Ešte nižšie leží materská hornina (C).
abiotické faktory. Teplota
Abiotické faktory- všetky zložky a javy neživej prírody.
Teplota sa vzťahuje na klimatické abiotické environmentálne faktory. Väčšina organizmov je adaptovaná na pomerne úzky teplotný rozsah, keďže aktivita bunkových enzýmov leží v rozmedzí od 10 do 40 °C, pri nízkych teplotách sú reakcie pomalé.
Existujú živočíšne organizmy:
- s konštantnou telesnou teplotou teplokrvný, alebo homoiotermický);
- s kolísavou telesnou teplotou Chladnokrvný, alebo poikilotermický).
Rastliny a zvieratá sú špeciálne prispôsobenépolstrovanie na prispôsobenie sa teplotným výkyvom.
Organizmy, ktorých telesná teplota sa mení v závislosti od teploty okolia (rastliny, bezstavovce, ryby, obojživelníky a plazy) majú rôzne prípravky na udržanie života. Takéto zvieratá sú tzv Chladnokrvný, alebo poikilotermický. Neprítomnosť termoregulačného mechanizmu je spôsobená slabým vývojom nervový systém nízka rýchlosť metabolizmu a nedostatok uzavretého obehového systému.
Telesná teplota poikilotermných živočíchov je len o 1–2 °C vyššia alebo rovná teplote okolia, ale môže sa zvýšiť v dôsledku absorpcie. slnečné teplo(hady, jašterice) alebo svalová práca (lietajúci hmyz, rýchlo plávajúce ryby). Prudké výkyvy okolitej teploty môžu viesť k smrti.
S nástupom zimy sa rastliny a živočíchy prepadnú do stavu zimného pokoja. Rýchlosť ich metabolizmu prudko klesá. V rámci prípravy na zimu sa v tkanivách zvierat ukladá veľa tukov a sacharidov, množstvo vody vo vláknine klesá, hromadia sa cukry a glycerín, čo zabraňuje zamrznutiu.
Druhy s nestabilnou telesnou teplotou sú schopné prejsť do neaktívneho stavu, keď teplota klesne. Spomalenie metabolizmu v bunkách výrazne zvyšuje odolnosť organizmov voči nepriaznivým poveternostným podmienkam. Prechod zvierat do stavu strnulosti, podobne ako prechod rastlín do stavu pokoja, im umožňuje znášať zimný chlad s najmenšia strata bez zbytočného plytvania energiou.
Na ochranu organizmov pred prehriatím v horúcom období sa aktivujú špeciálne fyziologické mechanizmy: u rastlín sa zvyšuje odparovanie vlhkosti cez prieduchy, u zvierat sa zvyšuje odparovanie vody dýchací systém a kožu.
V poikilotermných organizmoch sa telesná teplota riadi zmenami teploty prostredia. Ich rýchlosť metabolizmu stúpa a klesá. Takýchto druhov je na Zemi väčšina.
Organizmy so stálou telesnou teplotou sú tzv teplokrvný, alebo homeotermický. Patria sem vtáky a cicavce.
Telesná teplota takýchto zvierat je stabilná, nezávisí od teploty prostredia v dôsledku prítomnosti termoregulačných mechanizmov. Stálosť telesnej teploty je zabezpečená reguláciou tvorby tepla a prenosu tepla.
Pri hrozbe prehriatia organizmu dochádza k rozširovaniu kožných ciev, zvyšuje sa potenie a prenos tepla. Pri hrozbe ochladenia sa kožné cievy sťahujú, vlna či perie stúpajú – prenos tepla je obmedzený.
Pri výrazných zmenách vonkajšej teploty a prudkých zmenách produkcie tepla sa teplota vnútorných orgánov u teplokrvných živočíchov môže odchyľovať od obvyklých hodnôt od 0,2-0,3 do 1-3°C.
Potenie je charakteristické len pre ľudí, opice a koňovité. U iných homoiotermných zvierat je najúčinnejším mechanizmom prenosu tepla tepelná dýchavičnosť. Schopnosť zvýšiť produkciu tepla je najvýraznejšia u vtákov, hlodavcov a niektorých iných zvierat.
Homeotermy sú schopné udržiavať stálu telesnú teplotu za akýchkoľvek podmienok prostredia. Ich metabolizmus ide vždy vysokou rýchlosťou, aj keď vonkajšia teplota neustále sa mení. Napríklad ľadové medvede v Arktíde alebo tučniaky na Antarktíde znesú 50-stupňové mrazy, čo je rozdiel 87-90 stupňov oproti ich vlastnej teplote.
Adaptácie organizmov na rôzne teplotné režimy. Teplokrvné aj studenokrvné živočíchy si v procese evolúcie vyvinuli rôzne adaptácie na meniace sa teplotné podmienky prostredia.Hlavným zdrojom tepelnej energie v organizmoch s nestabilnou telesnou teplotou je vonkajšie teplo.
Prezimované hady potrebujú dva až tri týždne na to, aby dostali metabolizmus na dostatočnú intenzitu. Hady zvyčajne vyliezajú a vyhrievajú sa na slnku opakovane počas dňa a v noci sa vracajú do svojich nôr.
S nástupom zimy upadajú rastliny a živočíchy s nestabilnou telesnou teplotou do stavu zimného pokoja. Rýchlosť ich metabolizmu je výrazne znížená. V rámci prípravy na zimu sa v tkanivách ukladá veľa tukov a sacharidov.
Na jeseň rastliny znižujú spotrebu látok, ukladajú cukor a škrob. Ich rast sa zastaví, intenzita všetkých fyziologických procesov sa prudko spomalí, listy opadávajú. Pri prvých mrazoch strácajú rastliny značné množstvo vody, stávajú sa odolnými voči mrazu a prechádzajú do stavu hlbokého pokoja.
V horúcom období sa aktivujú ochranné mechanizmy proti prehriatiu. V rastlinách sa zvyšuje odparovanie vody cez stomatu a u zvierat - cez dýchací systém a kožu.
Ak sú rastliny dostatočne zásobené vodou, prieduchy sú otvorené vo dne aj v noci. V mnohých rastlinách sú však prieduchy otvorené iba cez deň na svetle a zatvárajú sa v noci. suché teplé počasie prieduchy rastlín sa uzavrú aj cez deň a zastaví sa uvoľňovanie vodnej pary z listov do ovzdušia. Keď prídu priaznivé podmienky, otvoria sa prieduchy a obnoví sa normálna životná aktivita rastlín.
Najdokonalejšiu termoreguláciu pozorujeme u zvierat so stálou telesnou teplotou. Regulácia prenosu tepla kožnými cievami, dobre vyvinutá vyššia nervová aktivita umožnila vtákom a cicavcom zostať aktívni počas ostré kvapky teploty a zvládnuť takmer všetky biotopy.
Úplné rozdelenie krvi na venóznu a arteriálnu, intenzívny metabolizmus, perie alebo vlasová línia tela, prispieva k zachovaniu tepla.
Veľký význam pre teplokrvné živočíchy má nielen schopnosť termoregulácie, ale aj adaptívne správanie, stavba špeciálnych prístreškov a hniezd.
Test "Abiotické faktory prostredia"
1. Signál pre začiatok jesennej migrácie hmyzožravých vtákov:
1) zníženie teploty okolia
2) zníženie počtu hodín denného svetla
3) nedostatok jedla
4) zvýšenie vlhkosti a tlaku
2. Počet veveričiek v pásme lesa NIE JE ovplyvnený:
1) zmena chladu a teplé zimy
2) zber smrekových šišiek
3) počet predátorov
3. Abiotické faktory zahŕňajú:
1) súťaž rastlín o absorpciu svetla
2) vplyv rastlín na život zvierat
3) zmena teploty počas dňa
4) ľudské znečistenie
4. Faktor obmedzujúci rast bylinné rastliny v smrekový les, - chyba:
4) minerály
5. Ako sa nazýva faktor, ktorý sa výrazne odchyľuje od optimálnej hodnoty pre daný druh:
1) abiotické
2) biotické
3) antropogénne
4) obmedzujúce
6. Signál pre začiatok opadu listov u rastlín je:
1) zvýšenie vlhkosti prostredia
2) skrátenie dĺžky denného svetla
3) zníženie vlhkosti prostredia
4) zvýšenie teploty prostredia
7. Vietor, zrážky, prachové búrky sú faktory:
1) antropogénne
2) biotické
3) abiotické
4) obmedzujúce
8. Reakcia organizmov na zmenu dĺžky denného svetla sa nazýva:
1) mikroevolučné zmeny
2) fotoperiodizmus
3) fototropizmus
4) nepodmienený reflex
9. Abiotické environmentálne faktory zahŕňajú:
1) podkopávanie koreňov kancami
2) invázia kobyliek
3) vytváranie vtáčích kolónií
4) silné sneženie
10. Z vymenovaných javov medzi denné biorytmy patria:
1) migrácia morských rýb na trenie
2) otváranie a zatváranie kvetov krytosemenné rastliny
3) zlom pukov na stromoch a kríkoch
4) otváranie a zatváranie lastúr mäkkýšov
11. Aký faktor obmedzuje život rastlín v stepnej zóne?
1) vysoká teplota
2) nedostatok vlhkosti
3) žiadny humus
4) prebytok ultrafialové lúče
12. Najdôležitejším abiotickým faktorom mineralizujúcim organické zvyšky v biogeocenóze lesa sú:
1) mráz
13. Medzi abiotické faktory, ktoré určujú veľkosť populácie patria:
1) medzidruhová konkurencia
3) zníženie plodnosti
4) vlhkosť
14. Hlavným limitujúcim faktorom pre život rastlín v Indický oceán je nevýhoda:
3) minerálne soli
4) organická hmota
15. Abiotické environmentálne faktory zahŕňajú:
1) úrodnosť pôdy
2) veľká rozmanitosť rastliny
3) prítomnosť predátorov
4) teplota vzduchu
16. Reakcia organizmov na dĺžku dňa sa nazýva:
1) fototropizmus
2) heliotropizmus
3) fotoperiodizmus
4) fototaxia
17. Ktorý z faktorov reguluje sezónne javy v živote rastlín a živočíchov?
1) zmena teploty
2) úroveň vlhkosti vzduchu
3) prítomnosť úkrytu
4) dĺžka dňa a noci
odpovede: 1 – 2; 2 – 1; 3 – 3; 4 – 1; 5 – 4;
6 – 2; 7 – 3; 8 – 2; 9 – 4; 10 – 2; 11 – 2;
12 – 2; 13 – 4; 14 – 1; 15 – 4; 16 – 3;
17 – 4; 18 – 4; 19 – 1; 20 – 4; 21 – 2.
18. Ktorý z uvedených faktorov neživej prírody najvýznamnejšie ovplyvňuje rozšírenie obojživelníkov?
3) tlak vzduchu
4) vlhkosť
19. pestované rastliny nerastú dobre na bažinatej pôde, ako v nej:
1) nedostatočný obsah kyslíka
2) vzniká metán
3) nadmerný obsah organickej hmoty
4) obsahuje veľa rašeliny
20. Aké prispôsobenie prispieva k ochladzovaniu rastlín pri zvýšení teploty vzduchu?
1) zníženie rýchlosti metabolizmu
2) zvýšenie intenzity fotosyntézy
3) zníženie intenzity dýchania
4) zvýšené odparovanie vody
21. Aké prispôsobenie u rastlín odolných voči tieňom poskytuje účinnejšiu a úplnejšiu absorpciu slnečného žiarenia?
1) malé listy
2) veľké listy
3) tŕne a tŕne
4) voskový povlak na listoch
Abiotické faktory zahŕňajú rôzne vplyvy neživých (fyzikálno-chemických) zložiek prírody na biologické systémy.
Rozlišujú sa tieto hlavné abiotické faktory:
Svetelný režim (osvetlenie);
Teplotný režim (teplota);
Vodný režim (vlhkosť),
Kyslíkový režim (obsah kyslíka);
Fyzikálne a mechanické vlastnosti média (hustota, viskozita, tlak);
Chemické vlastnosti média (kyslosť, obsah rôznych chemikálií).
Okrem toho existujú ďalšie abiotické faktory: pohyb prostredia (vietor, prúdenie vody, príboj, sprchy), heterogenita prostredia (prítomnosť úkrytov).
Niekedy sa pôsobenie abiotických faktorov stáva katastrofálnym: pri požiaroch, záplavách, suchách. S veľkými prírodnými a človekom spôsobené katastrofy môže dôjsť k úplnému zničeniu všetkých organizmov.
Vo vzťahu k pôsobeniu hlavných abiotických faktorov sú environmentálnych skupín organizmov.
Na opis týchto skupín sa používajú výrazy, ktoré zahŕňajú korene starogréckeho pôvodu: -phytes (z "fyton" - rastlina), -philes (z "phileo" - milujem), -trofia (z "trophy" - jedlo) , -fágy (od " phagos" - požierač). Koreň - fyta sa používa vo vzťahu k rastlinám a prokaryotom (baktériám), koreň - fyla - vo vzťahu k živočíchom (menej často vo vzťahu k rastlinám, hubám a prokaryotom), koreň - trofej - vo vzťahu k rastlinám, hubám a niektoré prokaryoty, koreň – fágy – vo vzťahu k živočíchom, ako aj niektoré vírusy.
Svetelný režim má priamy vplyv predovšetkým na rastliny. Vo vzťahu k osvetleniu sa rozlišujú tieto ekologické skupiny rastlín:
1. heliofyty - svetlomilné rastliny(rastliny otvorených priestranstiev, neustále dobre osvetlené stanovištia).
2. sciofyty - tieňomilné rastliny, ktoré neznášajú intenzívne osvetlenie (rastliny nižších vrstiev tienistých lesov).
3. fakultatívne heliofyty - rastliny odolné voči tieňu(preferujú vysokú intenzitu svetla, ale sú schopné vyvinúť sa pri slabom osvetlení). Tieto rastliny sú čiastočne heliofytné, čiastočne sciofytné.
Teplotný režim. Zvýšenie odolnosti rastlín voči nízke teploty sa dosahuje zmenou štruktúry cytoplazmy, zmenšením povrchu (napríklad v dôsledku opadu listov, premena typických listov na ihličie). Zvýšenie odolnosti rastlín voči vysoké teploty Dosahuje sa zmenou štruktúry cytoplazmy, zmenšením vyhrievanej plochy a vytvorením hrubej kôry (existujú pyrofytné rastliny, ktoré dokážu tolerovať požiare).
Zvieratá regulujú telesnú teplotu rôzne cesty:
Biochemická regulácia - zmena intenzity metabolizmu a úrovne produkcie tepla;
Fyzická termoregulácia - zmena úrovne prenosu tepla;
Blízke druhy zvierat vykazujú v závislosti od klimatických podmienok variabilitu veľkosti tela a proporcií, ktoré sú opísané empirickými pravidlami zavedenými v 19. storočí. Bergmanovo pravidlo - ak sa dva blízko príbuzné druhy zvierat líšia veľkosťou, potom väčší druh žije v chladnejších podmienkach a menší druh žije v teplom podnebí. Allenovo pravidlo – ak dva blízko príbuzné živočíšne druhy žijú rozdielne klimatické podmienky, potom pomer povrchu tela k objemu tela klesá s postupom do vysokých zemepisných šírok.
vodný režim. Podľa schopnosti udržiavať vodnú rovnováhu sa rastliny delia na poikilohydrické a homeiohydrické. Poikilohydrické rastliny ľahko absorbujú a ľahko strácajú vodu, tolerujú dlhodobú dehydratáciu. Spravidla ide o rastliny so slabo vyvinutými pletivami (machorasty, niektoré paprade a kvitnúce rastliny), ako aj riasy, huby a lišajníky. Homeiohydrické rastliny sú schopné udržiavať stály obsah vody v pletivách. Medzi nimi sú nasledujúce ekologické skupiny:
1. hydatofyty – rastliny ponorené do vody; bez vody rýchlo zomierajú;
2. hydrofyty - rastliny extrémne podmáčaných stanovíšť (brehy nádrží, močiare); charakterizovaný vysoký stupeň transpirácia; schopný rásť iba pri konštantnej intenzívnej absorpcii vody;
3. hygrofyty – vyžadujú vlhké pôdy a vysokú vlhkosť; podobne ako rastliny predchádzajúcich skupín neznášajú sušenie;
4. mezofyty – vyžadujú miernu vlhkosť, sú schopné znášať krátkodobé sucho; je to veľká a heterogénna skupina rastlín;
5. xerofyty - rastliny schopné odoberať vlhkosť, keď jej chýba, obmedzovať vyparovanie vody alebo zadržiavať vodu;
6. sukulenty - rastliny s vyvinutým parenchýmom zásobujúcim vodu v rôznych orgánoch; sacia sila koreňov je nízka (do 8 atm.), fixácia oxid uhličitý vyskytuje sa v noci (kyslý metabolizmus Crassulidae);
V niektorých prípadoch je k dispozícii voda vo veľkom počte, ale pre rastliny neprístupné ( nízka teplota, vysoká slanosť alebo vysoká kyslosť). V tomto prípade rastliny získavajú xeromorfné znaky, napríklad rastliny močiarov, slané pôdy (halofyty).
Živočíchy vo vzťahu k vode sú rozdelené do nasledujúcich ekologických skupín: hygrofily, mezofily a xerofily.
Zníženie straty vody sa dosahuje rôznymi spôsobmi. V prvom rade sa vyvíjajú vodotesné kryty tela (článkonožce, plazy, vtáky). Zlepšujú sa vylučovacie orgány: malpighické cievy u pavúkovcov a priedušníc, panvové obličky u amniotov. Zvyšuje sa koncentrácia produktov metabolizmu dusíka: močovina, kyselina močová a iné. Odparovanie vody je závislé od teploty, takže behaviorálne reakcie na zabránenie prehriatiu zohrávajú dôležitú úlohu pri ochrane vody. Špeciálny význam má zadržiavanie vody počas embryonálneho vývoja mimo materského organizmu, čo vedie k objaveniu sa embryonálnych membrán; u hmyzu sa tvoria serózne a amniotické membrány, u amniotov znášajúcich vajíčka - seróza, amnion a alantois.
Chemické vlastnosti prostredia.
Kyslíkový režim. Vo vzťahu k obsahu kyslíka sa všetky organizmy delia na aeróbne (potrebujú zvýšený obsah kyslíka) a anaeróbne (nepotrebujú kyslík). Anaeróby sa delia na fakultatívne (schopné existovať v prítomnosti aj neprítomnosti kyslíka) a obligátne (neschopné existovať v kyslíkovom prostredí).
1. oligotrofné - nenáročné na obsah minerálnych živín v pôde;
2. eutrofné, alebo megatrofné – náročné na úrodnosť pôdy; medzi eutrofnými rastlinami vynikajú nitrofily, vyžadujúce vysoký obsah v pôdnom dusíku;
3. mezotrofné – zaujímajú medzipolohu medzi oligotrofnými a megatrofnými rastlinami.
Medzi organizmami, ktoré absorbujú hotové organické látky na celom povrchu tela (napríklad medzi hubami), sa rozlišujú tieto ekologické skupiny:
Podstielkové saprotrofy – rozkladajú podstielku.
Humus saprotrofy – rozkladajú humus.
Xylotrofy, čiže xylofily – sa vyvíjajú na dreve (na odumretých alebo oslabených častiach rastlín).
Na zvyškoch exkrementov sa vyvíjajú koprotrofy alebo koprofily.
Pre rastliny je dôležitá aj kyslosť pôdy (pH). Existujú acidofilné rastliny, ktoré uprednostňujú kyslé pôdy(sphagnum, praslička, bavlník), kalciofilné alebo bazofilné, uprednostňujú alkalické pôdy(palina, podbeľ, lucerna) a rastliny nenáročné na pH pôdy (borovica, breza, rebríček, konvalinka).
