Что такое биотические факторы среды примеры

Биотические факторы

Все обитатели планеты Земля связаны в единую систему. Любой живой организм подвергается воздействию не только окружающей неживой среды, в зависимости от особенностей района проживания, климатических условий, но и ежеминутно взаимодействует с другими живыми существами. Организмы, занимающие определенную территорию, имеют схожие требования к своему месту обитания.

С течением времени обитатели начинают взаимодействовать друг с другом, зависеть от других участников системы. Как правило, это касается способов добывания пищи или энергии, необходимых для жизнедеятельности, либо захвата и удержания наиболее благоприятных для выживания вида территорий.

Что такое биотические факторы среды

Биотические факторы среды – это все, без исключений, формы влияния на отдельный живой организм других существ, представителей флоры и фауны, а также – влияние человеческой цивилизации на окружающую нас среду.

Особенности биотических факторов

Степень взаимного влияния живых организмов друг на друга зависит от численности особей на единицу площади. Если скученность велика, от и влияние увеличивается в пропорциональных размерах. Однако, очень редко влияние биотических факторов является решающим для вида. Случаи, когда хищники истребляют всех травоядных на территории, или все стада оленей оказываются заражены паразитом можно пересчитать по пальцам за всю известную историю.

Как правило, организмы привыкают существовать совместно, зачастую даже создавая взаимовыгодный симбиоз. Например, тропические цветы, которые могут опылять только маленькие птички колибри с их длинными тонкими носиками.

Человек, вмешиваясь в отлаженный миллионами лет природный механизм, нарушает хрупкий баланс взаимодействия живых существ друг с другом. В результате исчезают виды, которых, казалось бы, деятельность людей не задевает. А все объясняется просто: была уничтожена кормовая база, или сокращение диких пчел привело к тому, что растения перестали плодоносить в необходимых для их выживания объемах.

Типы биотических факторов

Биотические взаимоотношения между отдельными организмами подразделяются на несколько характерных типов.
Хищничество. Суть его в умерщвлении и поедании одних живых существ другими. В качестве жертвы могут выступать микроорганизмы, животный мир и растительный. Природный баланс поддерживается за счет активного взаимодействия. Если есть травоядные и грызуны, то существуют и виды растений, годящихся им в пищу. А травоядные, в свою очередь, служат кормом для хищников.

Стоит одному звену в цепочке исчезнуть или резко сократить свою популяцию, начинают страдать все остальные. Резкое уменьшение пастбищ сказывается на численности пасущихся на них животных, а их падеж от голода означает нелегкие годы для хищников.

Паразитизм

В этом случае один вид организмов приспособился существовать за счет другого, получая удобное место обитания и обильную пищу. Он, в свою очередь, подразделяется на два вида – внешний и внутренний. При внешнем паразит либо присасывается к жертве, как пиявка или клещ, либо периодически кусает, как комар или вша. После чего, насытившись, он продолжает жить независимо от источника питания и способен покинуть его.

А внутренние паразиты поселяются внутри тела-носителя, как, к примеру, разнообразные гельминты. Отличие этих существ от хищников в том, что паразит никогда не убивает моментально. Он способен жить и размножаться на носителе годами. Причем вырабатывается взаимный иммунитет: у хозяина организм сопротивляется негативным воздействиям, а паразиты вырабатывают защитные свойства.

Конкуренция

Встречается достаточно редко и является одним из механизмов естественного природного отбора. Если два вида живых существ начинают конкурировать за территорию и ресурсы, то, как правило, это приводит к полному уничтожению конкурента и захвату победителем всей доступной среды. Бывает и так, что проигравший вид вынужден мигрировать на новое место обитания, менее ему подходящее или занятое другими видами, где вступает в борьбу за место под солнцем.

Симбиоз – взаимовыгодное сотрудничество

В данном случае в процессе эволюции два различных вида существ приспосабливаются жить в тесном взаимодействии друг с другом, получая от этого пользу для себя и оказывая услугу симбионту. Замечательные примеры симбиоза в природе не так уж и редки. Это и живущие в кишечнике человека полезные бактерии, участвующие в процессе пищеварения. И рак-отшельник, обеспечивающий защищающую его жгучими щупальцами актинидию остатками собственных трапез и помогающий ей передвигаться.

Также, один из ярких примеров – микориза грибов и растений, обеспечивающих друг друга необходимыми питательными веществами.

Синойки

Еще один тип взаимодействия живых существ, называемых также квартиранством. Живое существо использует другой организм или его жилище в качестве места обитания, не выплачивая при этом «квартплату», но и никаким образом не воздействуя на хозяина в негативном плане. Например, в норах мышей часто можно увидеть сообитателей в виде червей, моллюсков, птиц, рептилий, млекопитающих, амфибий, насекомых. Маленькие пресноводные рыбки откладывают икринки в раковины моллюсков. Мальки развиваются под надежной защитой крепкого известкового панциря, а хозяину их присутствие ничем не вредит, но и не несет блага.

Аменсализм

Этот тип межвидовых отношений характеризуется тем, что одни организмы выживают за счет других. Ущерб наносится только одному виду, который именуется аменсалом. Ингибиторы при этом живут и активно развиваются, не испытывая ни малейших неудобств. Одними из таких ингибиторов являются сфагнумы. Активно развиваясь, они заполняют огромные пространства и погребают под собой многолетние растения, угнетая их рост. Так же, для прикорневых травянистых растений и мхов ингибиторами выступают взрослые деревья. Густая тень от их листвы не дает нормально развиваться ни одному зависящему от солнечного света растению.

Косвенные факторы

Существует такой тип межвидовых отношений, когда группа существ воздействует на другую не напрямую, а через посредников. В природе такой способ воздействия встречается достаточно часто, ведь все в нашем мире взаимосвязано. Насекомоядные птицы никак напрямую не влияют на растения, однако, они поедают насекомых, приносящих вред или пользу тому, или иному виду растений.

Группы биотических факторов

Знаменитый ученый, биолог Владимир Беклемишев, разделил биотические факторы на четыре основные группы взаимодействия. Они определяются требованиями организмов к условиям обитания и необходимой пище.

Топические биотические факторы

Данная группа включает механическое или химическое изменение условий местообитания одного вида благодаря действиям другого вида живых существ. Примером может служить ситуация, когда вырытые одними организмами норы используются другими существами без попыток нападения или причинения вреда.

К этой группе также отнесены: рыхление почвы червями или микроорганизмами, что улучшает рост растений и снабжение их корней кислородом; вытеснение из-под густых крон деревьев цветковых растений и зеленых мхов; обитание на телах китообразных мелких рачков, а лишайников – на коре дереьвев.

Трофические биотические факторы

В эту группу входят взаимодействия на основе пищевых предпочтений, когда один вид питается живыми или мертвыми представителями других видов.

Это: продуценты, способные из минеральных веществ производить органику. В основном, представлены зелеными растениями и некоторыми видами микроорганизмов. Являются первым звеном в пищевых цепочках;

консументы, которые употребляют готовые органические вещества, произведенные продуцентами (автотрофами). Это травоядные и хищные животные, часть микроорганизмов, паразиты и насекомоядные растения;

Фабрические биотические факторы

Такой вид связей используют организмы, приспособившиеся существовать с помощью других живых существ. Они используют мертвые и живые тела, отходы жизнедеятельности других организмов не для питания, а для улучшения условий обитания, размножения. Так, птицы строят свои гнезда из перьев, шерстинок, травы и веточек, ручейник для постройки домика использует кусочки раковин, чешуйки, веточки, листики и прочие части живых организмов.

Форические биотические факторы

Данный вид отношений характеризуется участием живых существ в переносе на новое место обитания других организмов. Например, зоохория – когда животные и насекомые распространяют семена и споры растений и грибов на дальние расстояния, опыляют цветы. А также, перенос одними живыми организмами других, более мелких, то есть, форезия. Примером могут служить насекомые, на которых переезжают клещи и личинки. Захватывают животные другие организмы двумя способами:

Активным, при поедании растений и выделении семян на новом месте с пометом.

Пассивным, при случайном зацеплении за шерсть, части тел.
При этом, форические отношения не являются формой паразитизма.

Влияние биотических факторов на организмы

Влияние биотических факторов на отдельные организмы может быть, как непосредственным, прямым, так и косвенным. Также, биотические факторы среди условно делятся на положительные, отрицательные и нейтральные.

Положительные

Взаимодействие осуществляется во взаимно-положительном ключе, когда один вид уже не способен выжить без другого. Например, пчелы и цветковые растения, которые дают насекомым пищу, и размножаются с их помощью.
Негативные. Вид сосуществования, когда один вид живых существ наносит ущерб другому. Это и хищники, и травоядные, и паразиты. При этом, исчезновение кормовой базы отрицательно сказывается и на самих агрессорах.

Нейтральные

В этом случае организмы мирно взаимодействуют, не принося друг другу ни вреда, ни пользы.

Следует отметить, что все тонкости столь сложной системы, как биотические факторы среды, еще не изучены. За последние годы сделано множество потрясающих открытий, которые еще раз доказывают, что все в нашем мире взаимосвязано.

Примеры биотических факторов

Окружающий нас мир пронизан невидимыми связями, соединяющими живые существа во взаимосвязанную систему. И исчезновение или неконтролируемое размножение одного-двух видов способно нанести непоправимый ущерб другим, вроде бы благоденствующим, организмам.

Яркий пример косвенного воздействия включает человеческий, антропогенный фактор. Стремясь избавиться от мышей на полях, люди рассыпали отраву. Питающиеся мышами хищные птицы: ястребы, совы, орланы, скопы, а также хищные животные, поймав отравленных грызунов сами погибали.

В результате количество мышеловов резко сократилось в регионах интенсивного земледелия. Что, в свою очередь, вызвало неконтролируемый рост численности грызунов – ведь ловить их уже было некому, а отрава не справлялась. В последние годы было принято решение восстановить численность хищников и отказаться от отравы на полях, и решение оказалось верным: число грызунов заметно сократилось.

Вследствие засушливого лета, когда на корню засыхает трава, вянут кустарники и пересыхают водоемы, резко сокращается поголовье травоядных животных. Они не выдерживают голода и жажды. Хищникам в такой период также приходится нелегко: ведь их жизнь зависит от количества добычи. Если неурожайные годы затягиваются больше, чем на сезон, стада уходят из засушливой местности, и за ними вынуждены уходить и хищники, или же – погибать от голода.

Примеров взаимодействия живых организмов множество, они вокруг нас и в нас самих. Чтобы подробно изучить биотические факторы, далеко ходить не нужно. Сам организм человека является интересным примером симбиоза бактерий и живого существа, когда от нашего правильного питания зависит благосостояние живущих в нас микроорганизмов, и наше здоровье в итоге.

Источник

Основные биотические факторы среды – примеры и их влияние на живые организмы

Каждый живой организм на Земле, в какой бы среде обитания он ни находился, постоянно подвергается воздействию ряда биотических и абиотических факторов. Живые существа взаимодействуют друг с другом, выстраивая различные типы отношений как с особями своего же вида, так и с организмами других видов, родов, семейств и даже царств. Расскажем подробнее об основных биотических факторах и их влиянии на жизнедеятельность живых существ.

Классификации биотических взаимодействий

Все живые существа в процессе своей жизнедеятельности неизбежно влияют на жизнь других организмов и на окружающую их среду. Это влияние может быть прямым или косвенным.

Прямое воздействие организмы оказывают через пищевые отношения, когда одни живые существа поедают других для получения энергии. В результате таких взаимодействий происходит естественный отбор.

Косвенное, или опосредованное влияние заключается в том, что одни живые существа образуют среду обитания для других организмов. Ярким примером такого воздействия может служить экосистема леса, где главная средообразующая роль принадлежит деревьям. В своеобразном лесном микроклимате поселяются и живут только специфические лесные виды животных, кустарников, мхов и прочих организмов.

Биотические факторы в зависимости от принадлежности организма к одному из царств делят на:

Профессор В. Н. Беклемишев делил все биотические взаимодействия на топические, трофические, фабрические и форические.

Топические заключаются в изменении одним видом окружающей среды таким образом, что это сказывается на жизнедеятельности другого вида. В качестве примера можно привести лишайники-эпифиты, поселяющиеся на деревьях определённых пород.

Трофические характеризуются всевозможными пищевыми взаимоотношениями: поедание живых существ, трупов, продуктов жизнедеятельности. Например, каракурт ест мух, американский гриф питается падалью и т. д.

Фабрические – сооружение живым существом строений, материалом для которых являются выделения других организмов, их органические остатки или даже сами живые особи. Примером может быть медведь, который подготавливая берлогу к зиме, выстилает ее сухими листьями, травой и мхом, а сверху утепляет еловыми ветками.

Форические – распространение одних организмов с помощью других. Например, опыление цветов бабочками, перемещение рыбы-прилипало на теле акулы или черепахи.

Типы биотических взаимодействий между видами

Межвидовые (гетеротипические) отношения живых существ разнообразнее взаимодействий, складывающихся между особями одного вида (гомотипических). К ним относят такие типы, как симбиоз, нейтрализм и антибиоз.

Источник

Биотические факторы

Биотические факторы

Биотические факторы среды|среды (факторы живой природы) – это совокупность воздействий, оказываемых на растения другими организмами. Каждое растение существует не изолированно, а во взаимодействии с другими растениями, микроорганизмами, грибами, животными. Соответственно, выделяют фитогенные, микробиогенные, микогенные и зоогенные биотические экологические факторы. Взаимоотношения между организмами разных видов, которые сосуществуют на одной территории, очень разнообразны: они могут быть полезны всем организмам либо только одному из них, быть вредными, т.д. Отличие биотических факторов от абиотических состоит в том, что их воздействие проявляется в виде взаимного влияния живых организмов разных видов друг на друга. Классификация биотических факторов: топические (в зависимости от изменения среды|среды), трофические (по пищевым отношениям между организмами), форические (согласно возможности транспортировки одного организма другим), фабрические (по месту жительства, к примеру, паразита в организме хозяина). Влияние биотических факторов окружающей среды|среды проявляется в виде воздействия разных живых организмов на растения и всех вместе – на окружающее пространство. Взаимодействия между организмами могут быть прямыми и косвенными.

Примерами действия биотических факторов на растения, являются нейтрализм, паразитизм, комменсализм, аменсализм, симбиоз, конкуренция, поедание. Понятие «нейтрализм» говорит само за себя, при этом сосуществующие на одной территории организмы не приносят друг другу ни пользы, ни вреда.

Комменсализм – это совместное проживание разных организмов, когда один организм, поселяясь внутри тела|тела другого и питаясь за его счёт, не причиняет вреда носителю (бактерии в кишечнике человека). При аменсализме один из сосуществующих организмов несёт ущерб, а другому воздействие первого безразлично (пеницилл убивает бактерий, которые не могут повлиять на него).

Симбиоз – это всё|все формы сожительства организмов разных видов. А взаимовыгодное сосуществование организмов, относящихся к различным видам, называется мутуализм. В качестве примера можно привести факт взаимоотношений между бобовыми растениями и азотфиксирующими клубеньковыми бактериями, которые обитают на их корневой системе. Аналогично взаимодействуют корни высших растений с грибницей шляпочных грибов. И те, и другие организмы получают друг от друга необходимые для жизнедеятельности вещества.

Конкуренция – это тип взаимодействия, при котором растения одного либо разных видов могут соперничать между собой за ресурсы окружающего пространства – воду, освещение, питательные вещества, местоположение, т.д. В этом случае потребление определённых ресурсов одними организмами снижает их доступность для других.

Пример внутривидовой конкуренции – искусственный сосновый лес, где деревья одного возраста соперничают за свет. Те деревья, которые не успевают за растущими быстрее, в тени значительно хуже развиваются, и многие из них погибают. Межвидовая конкуренция прослеживается среди близких по потребностям видов и родов|родов растений, которые входят в состав одной группы, к примеру, в смешанных лесах|лесах между грабом и дубом.

Многие животные, питающиеся растениями, растительноядные, а их связь с растениями — поедание. Так, на пастбищах животные поедают только определённые виды растений, не притрагиваясь к другим, ядовитым или имеющим неприятный вкус. С течением времени это приводит к коренным|корённым изменениям видового состава растительности на данном участке. Некоторые растения имеют защитные приспособления от поедания животными, например, выделение ядовитых веществ, видоизменённые листья-колючки, шипы|шипы на стеблях|стеблях. Редкие виды растений-хищников, например, росянка, непентес, могут питаться животными (насекомыми).

Также следует отметить, что косвенные взаимоотношения между организмами не менее важны, чем прямые для жизнедеятельности и выживания растений разных видов. Так, насекомые и некоторые мелкие птицы опыляют цветковые растения. А размножение семенами|семёнами многих видов покрытосеменных без участия животных было бы невозможным.

Биотические факторы

Биотические факторы — всё|все формы влияния на организм со стороны окружающих живых существ (микроорганизмов, влияние животных на растения и наоборот, влияние человека на окружающую среду|среду).

Каждый живой организм на Земле подвергается влиянию не только факторов неживой природы, но и других живых организмов (биотических факторов). Животные и растения распределяются не хаотически, а обязательно образуют определённые пространственные группировки. Входящие в них организмы, безусловно, должны иметь общие или сходные требования к данным условиям существования, на основе которых между ними формируются соответствующие зависимости и взаимоотношения. Такая взаимосвязь возникает прежде всего на основе пищевых потребностей (связей) и способов добывания энергии, необходимой для жизненных процессов.

Группа биотических факторов разделяется на внутривидовые и межвидовые.

Внутривидовые биотические факторы

К ним относятся факторы, действующие внутри вида, на уровне популяций.

В первую очередь это численность популяции и её плотность — число особей|особей вида на определённой площади или в объёме. К биотическим факторам популяционного ранга относятся также продолжительность жизни организмов, их плодовитость, соотношение полов и т. д., которые в той или иной мере влияют и создают экологическую ситуацию как в популяции, так и в биоценозе. Кроме того, к этой группе факторов принадлежат особенности поведения многих животных (этологические факторы), в первую очередь понятие группового эффекта, используемого для обозначения морфологических поведенческих изменений, наблюдаемых у животных одного вида при групповой жизни.

Конкуренция как форма биотической связи организмов наиболее рельефно проявляется на популяциоином уровне. При росте популяции, когда её численность приближается к насыщающей среды|среды обитания, вступают в действие внутренние физиологические механизмы регуляции численности данной популяции: возрастает смертность особей|особей, снижается плодовитость, возникают стрессовые ситуации, драки и т. п. Пространство и пища|пища становятся предметом конкуренции.

Кроме внутривидовой различают межвидовую, прямую и косвенную конкуренцию. Конкуренция проявляется тем резче, чем более сходны потребности конкурентов. Растения конкурируют в борьбе за свет, влагу; копытные, грызуны, саранча — за одни и те же источники питания (растения); хищные птицы леса|леса и лисы|лисы — за мышевидных грызунов.

Действие, оказываемое одним видом на другой, обычно осуществляется через прямой контакт между особями, которому предшествуют или сопутствуют изменения среды|среды обитания, вызываемые жизнедеятельностью организмов (химические и физические изменения среды|среды, вызываемые растениями, дождевыми червями, одноклеточными, грибами и т. п.).

Взаимодействие популяций двух или нескольких видов имеет разнообразные формы проявления, как на положительной, так и на отрицательной основе.

Отрицательные межвидовые взаимодейcтвия

При межвидовой конкуренции осуществляется активный поиск представителями двух или нескольких видов одних и тех же пищевых ресурсов среды|среды существования. (Более широко — это любое взаимодействие между двумя или более популяциями, которое вредно отражается на их росте и выживании).

Конкурентные взаимоотношения между организмами наблюдаются при совместном использовании ими факторов, количество которых минимально или недостаточно для всех потребителей.

Разновидность хищничества — каннибализм, или внутривидовое хищничество (поедание особями других особей|особей своего вида). Например, самки паука каракурта поедают самцов после спаривания, балхашский окунь поедает свою молодь и т. д. Устраняя из популяции наиболее слабых и больных животных, хищники способствуют повышению жизнеспособности вида.

Источник

Абиотические и биотические факторы

Реферат на тему:

«Абиотические и биотические факторы»

Введение

Среда — это совокупность элементов, которые способны оказывать прямое или косвенное воздействие на организмы. Элементы окружающей среды, оказывающие влияние на живые организмы» называются экологическими факторами. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

Следует учитывать, что на отдельные организмы и их популяции одновременно воздействуют многие факторы, создающие определенный комплекс условий, в котором могут обитать те или иные организмы. Одни факторы могут усиливать или ослаблять действие других факторов. Например, при оптимальной температуре повышается выносливость организмов к недостатку влаги и пищи; в свою очередь обилие пищи увеличивает устойчивость организмов к неблагоприятным климатическим условиям.

Степень влияния факторов окружающей природы зависит от силы их действия (рис. 1). При оптимальной силе воздействия данный вид нормально живет, размножается и развивается (экологический оптимум, создающий наилучшие условия жизни). При значительных отклонениях от оптимума, как в сторону повышения, так и в сторону понижения жизнедеятельность организмов угнетается. Максимальное и минимальное значения фактора, при которых еще возможна жизнедеятельность, называются пределами выносливости (границами терпимости).

Оптимальное значение фактора, как и пределы выносливости, неодинаково для разных видов и даже для отдельных особей одного и того же вида. Одни виды могут переносить значительные отклонения от оптимального значения фактора, т.е. обладают широким диапазоном выносливости, другие — узким. Например, сосна растет и на песках, и на болотах, где стоит вода, а кувшинка сразу гибнет без воды. Приспособительные реакции организма на влияние среды вырабатываются в процессе естественного отбора и обеспечивают выживание видов.

Значение факторов внешней среды неравноценно. Например, зеленые растения не могут существовать без света, диоксида углерода и минеральных солей. Животные не могут обходиться без пищи и кислорода. Жизненно важные факторы называются лимитирующими (при отсутствии их жизнь невозможна). Ограничивающее действие лимитирующего фактора проявляется и при оптимуме остальных факторов. Другие факторы могут оказывать менее выраженное влияние на живые существа, например содержание азота в атмосфере для растительных и животных организмов.

Сочетание условий среды, обеспечивающих усиленный рост, развитие и размножение каждого организма (популяции, вида), называют биологическим оптимумом. Создание условий биологического оптимума при выращивании сельскохозяйственных культур и животных позволяет значительно повысить их продуктивность.

I. Абиотические факторы

К числу абиотических факторов относят климатические условия, которые в различных частях земного шара тесно связаны с деятельностью Солнца.

Солнечный свет является основным источником энергии, которая используется для всех жизненных процессов на Земле. Благодаря энергии солнечных лучей в зеленых растениях происходит фотосинтез, в результате которого обеспечивается питание всех гетеротрофных организмов.

Солнечное излучение неоднородно по своему составу. В нем различают инфракрасные (длина волны более 0,75 мкм), видимые (0,40,— 0,75 мкм) и ультрафиолетовые (менее 0,40 мкм) лучи. Инфракрасные лучи составляют около 45 % лучистой энергии, достигающей Земли, и являются главным источником тепла, поддерживающего температуру окружающей среды. Видимые лучи составляют около 50 % лучистой энергии, которая особенно необходима растениям для процесса фотосинтеза, а также для обеспечения видимости и ориентации в пространстве всех живых существ. Хлорофилл поглощает преимущественно оранжево-красные (0,6—0,7 мкм) и сине-фиолетовые (0,5 мкм) лучи. Растения используют на фотосинтез менее 1 % солнечной энергии; остальная ее часть рассеивается в виде тепла или отражается.

Большая часть ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 0,29 мкм задерживается своеобразным «экраном» — озоновым слоем атмосферы, который образуется под воздействием этих же лучей. Это излучение является губительным для живого. Ультрафиолетовые лучи с большей длиной волны (0,3—0,4 мкм) достигают поверхности Земли и в умеренных дозах оказывают благоприятное воздействие на животных — стимулируют синтез витамина В, пигментов кожи (загар) и др.

Большинство животных способны воспринимать световые раздражения. Уже у простейших начинают появляться светочувствительные органоиды («глазок» у эвглены зеленой), с помощью которых они способны реагировать на световое воздействие (фототаксисы). Почти все многоклеточные имеют разнообразные светочувствительные органы.

По требовательности к интенсивности освещения различают светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые растения.

Светолюбивые растения могут нормально развиваться только при интенсивном освещении. Они широко распространены в сухих степях и полупустынях, где растительный покров редкий и растения не затеняют друг друга (тюльпан, гусиный лук). К светолюбивым растениям относятся и хлебные злаки, растения безлесных склонов (чабрец, шалфей) и др.

Теневыносливые растения лучше растут при прямом освещении солнечными лучами, однако способны выносить и затенение. Это в основном лесообразующие породы (береза, осина, сосна, дуб, ель) и травянистые растения (зверобой, земляника) и др.

Тенелюбивые растения не выносят прямого солнечного излучения и нормально развиваются в условиях затенения. К таким растениям относятся лесные травы — кислица, мхи и др. При вырубке леса некоторые из них могут погибать.

Ритмические изменения активности светового потока, связанные с вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, заметно отражаются на живой природе. Продолжительность светового дня неодинакова в различных частях земного шара. На экваторе она постоянна на протяжении всего года и равна 12 ч. По мере передвижения от экватора к полюсам длительность светового дня изменяется. В начале лета световой день достигает максимальной длины, затем постепенно уменьшается, в конце декабря становится самым коротким и снова начинает увеличиваться.

Реакция организмов на продолжительность светового дня, выражающаяся в изменении интенсивности физиологические процессов, называется фотопериодизмом. С фотопериодизмом связаны основные приспособительные реакции и сезонные изменения у всех живых организмов. Совпадение периодов жизненного цикла с соответствующим временем года (сезонный ритм) имеет огромное значение для существования видов. Роль пускового механизма сезонных изменений (от весейнего пробуждения до зимнего покоя) играет длина светового дня, как наиболее постоянное изменение, предвещающее смену температур и других экологических условий. Так, увеличение длины светового дня стимулирует дея­тельность половых желез у многих животных и определяет начало брачного периода. Укорочение светового дня ведет к затуханию функции половых желез, накоплению жира, развитию пышного меха у животных, перелетам птиц. Аналогично у растений с удлинением светового дня связано образование гормонов, влияющих на цветение, оплодотворение, плодоношение, образование клубней и т. д. Осенью эти процессы затухают.

В зависимости от реакции на длину светового дня растения делят на длиннодневные, цветение которых наступает при продолжительности светлого периода суток 12 и более часов (рожь, овес, ячмень, картофель и др.), короткодневные, у которых цветение наступает, когда день становится коротким (менее 12 ч) (это растения преимущественно тропического происхождения — кукуруза, соя, ифосо, георгины и др.) и нейтральные, цветение которых не зависит от длины светового дня (горох, гречиха и др.).

На основе фотопериодизма у растений и животных в процессе эволюции выработались специфические изменения интенсивности физиологических процессов, периодов роста и размножения, повторяющиеся с годичной периодичностью, которые называются сезонными ритмами. Изучив закономерности суточных ритмов, связанных со сменой дня и ночи, и сезонных ритмов, человек использует эти знания для круглогодичного выращивания в искусственных условиях овощей, цветов, птиц, повышения яйценоскости кур и т. п.

Суточная ритмичность у растений проявляется в периодическом открытии и закрытии цветков (хлопчатник, лен, душистый табак), усилении или ослаблении физиологических и биохимических процессов фотосинтеза, скорости деления клеток и др. Суточные ритмы, проявляющиеся в периодическом чередовании активности и отдыха, характерны для животных и человека. Всех животных можно подразделить на дневных и ночных. Большинство из них проявляют наибольшую активность днем и лишь немногие (летучие мыши, совы, крыланы и др.) приспособились к жизни только в ночных условиях. Ряд животных постоянно обитают в полной темноте (аскарида, крот и др.).

У человека обнаружены суточные колебания свыше трехсот показателей. Так, температура тела выше в дневные часы, достигает максимального значения к 18 часам, а ночью снижается. Самый низкий уровень температуры наблюдается между 1 часом ночи и 5 часами утра. Артериальное давление днем выше, а ночью ниже. В дневное время свертываемость крови выше, в периферической крови увеличено содержание кровяных пластинок, эритроцитов, лейкоцитов, адреналина и др. У большинства людей наивысшая биоэлектрическая активность мозга наблюдается утром (с 8 до 12 часов) и вечером (между 17 и 19 часами). Людей, способных к наиболее активной работе утром, называют «жаворонками». Однако встречаются лица, наиболее высокая работоспособность которых приходится на вечерние и даже ночные часы (их называют «совами»). Большинство людей может работать производительнее в дневное время суток, поэтому в ночные смены снижаются производительность труда и внимание, что приводит к повышению травматизма.

К нарушению привычных суточных ритмов приводит и преодоление на воздушном транспорте больших расстояний. При этом происходит перемещение пассажиров на несколько часовых поясов. Для сохранения высокой работоспособности в таких условиях необходимо заблаговременно вырабатывать новый суточный биоритм.

Важным абиотическим фактором среды является температура, от которой в значительной степени зависит существование, развитие и распространение живых существ. Колебания температуры на земном шаре достигают широких пределов: от + 50—60 °С в пустынях до —70—80 °С в Антарктиде, однако жизнь существует и в таких экстремальных условиях (водоросли в горячих источниках, пингвины в Антарктиде). Многие низшие организмы способны выдерживать очень низкие температуры благодаря высокой концентрации в цитоплазме их клеток солей, глицерина, сахара и сниженного количества воды. У большинства же организмов процессы жиз­недеятельности протекают при температурах от —4°С до + 40… + 45 °С.

Всех животных подразделяют на холоднокровных (пойкилотермных) и теплокровных (гомойотермных). У холоднокровных (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся и беспозвоночные) температура тела непостоянна и зависит от температуры окружающей среды. У некоторых холоднокровных (например, у насекомых) при интенсивном сокращении мышц во время полета температура тела может повышаться на 10 и более градусов. Теплокровные животные (птицы и млекопитающие) и человек способны поддерживать постоянную температуру тела благодаря интенсивному обмену веществ, появлению теплоизолирующих покровов (перья, мех, подкожная жировая клетчатка, одежда) и выработке в процессе эволюции особых механизмов ее регуляции (потовые железы, нервные механизмы регуляции). Важную роль в интенсификации обменных процессов у гомойотермных организмов сыграли такие ароморфозы, как четырехкамерное сердце и совершенные органы дыхания. Надо помнить, что эта способность носит ограниченный характер, так как при значительных колебаниях температуры внешней среды возможен перегрев или переохлаждение организма, что чревато серьезными последствиями. Одним из приспособлений животных к колебаниям температуры является миграция — переселение в более благоприятные условия (перелеты птиц, миграции рыб, насекомых и др.

Многие виды холоднокровных животных приобрели способность переживать неблагоприятные условия (высокую или низкую температуру, отсутствие воды, пищи и др.) в состоянии оцепенения. Это состояние характеризуется неподвижностью животного, прекращением питания, резким снижением всех физиологических функций. Некоторые насекомые, рыбы и земноводные впадают в оцепенение при температурах ниже +10 °С, другие — только при температуре, близкой к нулю. Вмерзшие в лед лягушки после оттаивания возвращаются к активной жизнедеятельности. Даже ряд млекопитающих (ежи, барсуки) впадают в зимнюю спячку. Пониженный уровень обмена веществ поддерживается у них за счет запасов энергии (жира), накопленных ранее. Пустынные грызуны, черепахи и др. впадают в спячку на несколько летних месяцев, что обусловлено преимущественно нехваткой воды.

Наиболее глубокое оцепенение наблюдается при анабиозе. Анабиоз — такое состояние живых организмов, при котором все жизненные процессы почти прекращены или настолько снижены, что видимые проявления жизни отсутствуют. В состоянии анабиоза повышается устойчивость организмов ко многим неблагоприятным факторам: недостатку кислорода и влаги, действию ядовитых веществ и ионизирующих излучений и др. Чаще всего анабиоз вызывают изменения температуры и влажности среды. Так, при пересыхании луж впадают в анабиоз многие бактерии, простейшие и низшие ракообразные. Многие паразитические бактерии и простейшие при этом покрываются плотными оболочками и образуют споры (бактерии) или цисты (простейшие). В таком состоянии они могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет.

Важным лимитирующим абиотическим фактором внешней среды является влажность, так как без воды не может существовать ни один организм» Вода является в первую очередь универсальным растворителем, а все обменные процессы в клетках протекают в растворах; вода непосредственно участвует в биохимических реакциях. Ее содержание в клетках достигает 70—90 %.

Источником воды для растений и животных служат атмосферные осадки, водоемы, подземные воды, роса и туман. Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяного пара. Наибольшая влажность отмечается на побережьях морей и океанов (до 100%), а наименьшая—в пустынях (2—4%).

Недостаток влаги служит ограничивающим фактором, определяющим границы жизни и ее зональное распределение. При недостатке воды у живот­ных и растений вырабатываются приспособления для ее добывания и сохранения. Растения засушливых мест обычно имеют глубокие корни (у верблюжьей колючки до 16 м длиной) и мелкие листья, покрытые толстой кутикулой, содержащие относительно мало устьиц (иногда они видоизменены в колючки). У полупустынных растений (кактусы, молочаи) имеются сочные мясистые стебли с сильно развитой водозапасающей тканью. Одним из приспособлений для снижения потерь воды является ли­стопад.

У животных также выработался ряд приспособлений к недостатку влаги. Мелкие животные (грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие) довольствуются водой, поступающей вместе с пищей. Резервуаром воды для ряда животных засушливых районов служат отложения жира (горб у верблюда, курдюк у овец, жировое тело у насекомых), при окислении которого образуется необходимое количество воды. Ряд животных пустынных районов обладают способностью к длительному быстрому бегу (антилопы, куланы, сайгаки), позволяющему им совершать дальние миграции на водопой. Некоторые виды (преимущественно грызуны) перешли к ночному образу жизни, тем самым избегая перегрева и большого, испарения воды.

Соленость среды обитания является важным экологическим фактором и зависит от концентрации растворимых солей. Минеральные соли почвы служат источником питания растений, однако их избыток, наблюдающийся на засоленных почвах, действует на растения губительно (солончаки). В природе преобладают животные, приспособленные к обитанию только в пресной воде (карповые рыбы) или только в соленой (сельдеобразные рыбы). Однако отдельные виды животных в разные периоды развития нуждаются в разных условиях солености (взрослые угри обитают в пресных водоемах, а их личинки — в морях, лососевые рыбы — наоборот).

К важным абиотическим факторам внешней среды следует отнести барометрическое давление и состав атмосферного воздуха.

Большинство живых существ на нашей планете приспособлено к существованию при барометрическом давлении 720—740 мм рт. ст. (на уровне Мирового океана). При подъеме на высоту давление воздуха падает, что, неблагоприятно сказывается на снабжении организмов кислородом.

Главной составной частью воздуха является кислород (21 %), который необходим для нормального протекания окислительных процессов в клетках большинства живых существ (аэробов). Некоторые организмы (в основном бактерии) могут существовать в бескислородной среде (анаэробы). Даже один и тот же организм на разных этапах своего развития может менять отношение к кислороду. Так, яйца аскариды для своего развития нуждаются в кислороде, а взрослые паразиты приспособились к существованию в бескислородной среде (кишечнике человека). Содержание диоксида углерода составляет всего 0,03— 0,04 %, но он имеет существенное значение для жизни на Земле, так как непосредственно используется в процессе фотосинтеза. Больше всего в атмосфере содержится азота (70,09 %), однако он не имеет особого биологического значения, так как непосредственно не усваивается растениями. В атмосфере содержится также небольшое количество инертных газов, газообразных и пылевидных приме­сей, микроорганизмов.

II. Биотические факторы

Под биотическими факторами среды понимают компоненты живой природы, прямо или косвенно действующие на организм. Данный организм также воздействует на другие живые существа и на абиотические факторы. Все виды взаимоотношений между организмами можно подразделить на конкуренцию, хищничество, антибиоз и симбиоз.

Конкурентные взаимоотношения возникают между организмами в том случае, если для их существования необходимы одинаковые или сходные условия. Например, саранча, грызуны и травоядные парнокопытные вступают между собой в конкурентные отношения из-за пищи. Растения конкурируют друг с другом за свет, влагу, защиту от поедания животными и т.п. В конкурентные отношения могут вступать особи как одного, так и разных видов (сосны — за свет, разные виды хищников — за жертву).

При хищничестве наблюдается прямое уничтожение жертвы и, как правило, использование ее в качестве пищи. Хищники есть среди животных всех классов хордовых (акулы, крокодилы, орлы, волки) и среди других типов, например гидра, планария, морские звезды, божьи коровки и др. Есть хищники и среди растений (росянка). Разновидностью хищничества является каннибализм (внутривидовое хищничество) — поедание одними особями других своего же вида. Например, самка паука каракурта поедает самца после спаривания.

Под антибиозом понимают такие взаимоотношения между организмами разных видов, когда особи одного вида, чаще путем выделения особых веществ, оказывают угнетающее воздействие на особей других видов. Эти вещества имеют разную химическую природу, но общее название — антибиотики. Антибиотики, продуцируемые грибами, бактериями и другими организмами (пенициллин, стрептомицин, биомицин и др.), нашли широкое применение для лечения разнообразных инфекционных болезней. Некоторые высшие растения также продуцируют антибиотики, которые получили название фитонциды. Фитонциды чаще всего представляют собой летучие вещества (иногда малолетучие), угнетающие жизнедеятельность бактерий, грибов, простейших и др. Они играют большую роль в биологической очистке воздуха. Поэтому в сосновых лесах строят санатории для больных туберкулезом и другими легочными заболеваниями. Широкое применение в медицине находят фитонциды чеснока и лука.

Симбиозом является любое сожительство организмов разных видов, приносящее пользу хотя бы одному из них. Выделяют следующие формы симбиоза: мутуализм, синойкию, комменсализм и паразитизм.

Мутуализм (взаимовыгодный симбиоз) — это совместное сожительство организмов разных видов, приносящее взаимную пользу. Например, лишайники являются симбиотическими организмами, тело которых построено из водорослей и грибов. Нити гриба снабжают клетки водоросли водой и минеральными веществами, а клетки водорослей осуществляют фотосинтез и, следовательно, снабжают гифы грибов органическими веществами.

Синойкия (квартирантство) — сожительство, при котором особь одного вида использует особь другого вида только как жилище, не принося своему «живому дому» ни пользы, ни вреда. Например, пресноводная рыбка горчак откладывает икринки в мантийную полость двухстворчатых моллюсков. Развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска, но они безразличны для хозяина и не питаются за его счет.

Комменсализм (нахлебничество) — совместное сожительство организмов разных видов, при котором один организм использует другой как жилище и источник питания, но не причиняет вреда партнеру. Например, некоторые морские полипы, поселяясь на крупных рыбах, в качестве пищи используют их испражнения. В желудочно-кишечном тракте чело века находится большое количество бактерий и простейших, питающихся остатками пищи и не причиняющих вреда хозяину.

Различают временных и постоянных паразитов. Временные паразиты нападают на хозяина в основном для питания (комары, клещи). Постоянные паразиты весь цикл развития или большую его часть проводят на теле или в теле хозяина (аскарида, печеночный сосальщик, вши и др.). По месту обитания паразиты подразделяются на наружных, обитающих на теле хозяина (вши, блохи, клещи), и внутренних, обитающих в теле хозяина (аскарида, малярийный плазмодий, бычий цепень).

Паразитический образ жизни оказывает существенное влияние на морфологию и физиологию паразитов. Так, у многих из них развиваются специальные органы прикрепления и питания (присоски, крючья, колющесосущий ротовой аппарат), высокой степени развития достигает половая система, что способствует интенсивности размножения (аскарида за сутки откладывает до 240 тыс. яиц). Благодаря нахождению в организме хозяина и питанию за его счет у многих паразитов слабо развиты нервная система и органы чувств (плоские и круглые черви), а у ленточных червей даже отсутствует пищеварительная система (они всасывают готовые переваренные вещества всей поверхностью тела из тонкого кишечника хозяина).

Антагонистические взаимоотношения паразитов и хищников со своими жертвами поддерживают численность популяций одних и других на определенном относительно постоянном уровне, что имеет большое значение в выживании видов.

Антропогенные факторы связаны с деятельностью человека. Человек, в отличие от животных, не пассивно приспосабливается к окружающей среде, а изменяет ее в соответствии со своими потребностями. Влияние человека на природу особенно возросло в последние десятилетия в связи с интенсивным развитием промышленности и сельского хозяйства и может быть как положительным, так и отрицательным. Положительное воздействие человека проявляется в посадке лесов, парков, садов, создании и разведении высокопродуктивных новых сортов растений и пород животных, создании и охране заповедников, заказников и т. п. Однако отрицательное влияние людей на природу остается все еще достаточно интенсивным: вырубаются лесные массивы, высушиваются вековые болота, мелеют реки, происходит эрозия почв, загрязнение воды, почвы и воздуха отходами, нефтепродуктами, синтетическими веществами, радиоактивными изотопами (авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г.) и др. Назрела необходимость безотлагательной разработки и внедрения в практику глобальной концепции природопользования. В противном случае человечество окажется перед лицом необратимой экологической катастрофы.

Источник