Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Аутэкология

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный университет

Кафедра геоэкологии

Реферат

По дисциплине:__________________Экология ______________________________

^{(наименование
учебной дисциплины
согласно учебному
плану)}

Тема: Аутэкология ф

Выполнил: студентка гр. ПГ-08-1 ___________ /Андриевская Ю.А./

^{(подпись)} ^(Ф.И.О.)

Проверил: ассистент каф. ___________ /Корельский Д.С.

^{(подпись)
(Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2011

Содержание

Введение

Данный реферат о науке аутэкологии. Это целый раздел экологии, изучающий взаимоотношение организмов с окружающей средой, а именно, взаимоотношение отдельных организмов с факторами их жизненной среды, что особенно важно в наше время, ведь так, детально изучая исчезающие виды живых организмов, можно спасти их от полного уничтожения, создавая эти условия хотя бы искусственно, раз уж натуральные условия для их существования сохранить и поддержать не можем.

Жизнь на Земле существует в виде отдельных организмов, и независимо от строения и размеров, организмы всегда обособлены от окружающей их среды, при этом постоянно находятся во взаимодействии с ней. Для живого характерен ряд свойств, которые в совокупности и “делает” живое живым. К таким свойствам относятся:

Самовоспроизведение
Целостность и дискретность
Рост и развитие
Обмен веществ и энергии
Наследственность и изменчивость
Раздражимость
Движение
Внутренняя регуляция
Специфичность взаимоотношений со средой

Специфичность взаимоотношений организма или популяции со средой я рассмотрю подробнее, так как именно взаимоотношения являются основой для понятия термина аутэкология.

Аутэкология-это раздел экологии изучающий особенности реагирования отдельных организмов, популяций и видов ( растений, животных, грибов, бактерий) на факторы среды, то есть всего того, что окружает организм и прямо или косвенно влияющего на его состояние, развитие, выживаемость, размножение и слагаемого из множества элементов неорганической и органической природы, обусловленных человеком и его деятельностью. Важнейшей проблемой А. служит изучение динамики численности животных и биомассы организмов данного вида[1].

Аутэкология включает в себя:

Экологию индивидов, рассматривающую нормы реакции на воздействие среды, то есть изучение зависимости функций организма от условий жизни и деятельности в различных физико-географических зонах , в разные периоды года, суток, фазы лунного и приливного ритмов и раскрывающую физиологические основы адаптации к природным факторам.
Экологию популяций(демэкология), изучающую факторы, влияющую на отношения между организмами , живущими на ограниченной территории.
Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы.[5].

Классификация экологических факторов и роль в жизнедеятельности организмов

Экологические факторы отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер. Один и тот же фактор среды имеет разное значение в жизни совместно обитающих организмов. Например, солевой режим почвы играет первостепенную роль при минеральном питании растений, но безразличен для большинства наземных животных. Интенсивность освещения и спектральный состав света исключительно важны в жизни фотоавтотрофов (растения и фотосинтезирующие бактерии), а в жизни гетеротрофных организмов (грибы, животные, значительная часть микроорганизмов) свет не оказывает значительного влияния на их жизнедеятельность.[4]

Следует отметить, что экологические факторы могут выступать как:

Раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций.
Ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях.
Модификаторы, определяющие морфо- анатомические и физиологические изменения организмов.

1. По характеру воздействия экологические факторы делятся:

1.1 Прямо действующие- непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ.
1.2 Косвенно действующие- влияющие опосредовано через изменение прямодействующих факторов .

2.По происхождению экологические факторы делятся:

2.1 Абиотические- факторы неживой природы. К важным абиотическим факторам относится:
Свет- это лучистая энергия Солнца, которая складывается из нескольких составляющих: видимое излучение, ультра- фиолетовое излучение, инфракрасное излучение, рентгеновское излучение(излучение с длинами волн в области радиодиапазона). Благодаря озоновому экрану ультрафиолетовое и рентгеновское излучение частично задерживаются. Видимый свет оказывает комплексное влияние на организм. Например, красные лучи- преимущественно тепловое воздействие, синие и фиолетовые- изменяют скорость и направление биохимических реакций. В целом видимый свет влияет на скорость роста и развития растений, на интенсивность фотосинтеза, на активность животных, вызывает изменение влажности и температуры среды, является сигнальным фактором, обеспечивающим суточные и сезонные биоциклы.
Влажность. Присутствие воды необходимо для осуществления в организме процессов ассимиляции, диссимиляции и газообмена, она является основным компонентом протоплазмы клеток, тканей растений и животных, благодаря растворенным в воде веществам поддерживается осмотическое давление клеточных и тканевых жидкостей и межклеточный обмен.
Температура. У всех организмов физиологические процессы интенсивно протекают при оптимальной температуре, при которой темпы роста достаточно высокие. При отклонении от оптимальной температуры как в меньшую так и в большую сторону, происходит изменение скорости биохимических реакций в организме, что приводит к замедлению темпов роста и в некоторых случаях к гибели организма. Любой вид приспособлен к существованию в сравнительно узком температурном интервале, но для каждого организма внутри этого интервала есть свой диапазон оптимальных температур. Крайние минимум и максимум температур нижнего и верхнего пессимумов называется нижним и верхним порогом развития( биологическим нулем). Температуры лежащие между верхними и нижними порогами развития- эффективные температуры. Только эффективные температуры могут вывести организм из “нулевого состояния” и активизировать физиологические процессы. Сюда же относится и такое понятие как сумма эффективных температур- это количество тепла необходимое для развития. Сумма эффективных температур для каждого вида растений и животных- величина относительно постоянная, если условия среды находятся в оптимуме и нет каких- либо осложняющих факторов
Водный режим- последовательные изменения в поступлении, состоянии и содержания воды во внешней среде в виде влажности почвы и воздуха, уровня грунтовых вод и осадков.
Физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоемкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения.
Химические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, давление воздуха и др.
Эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, ее воздухопроницаемость, кислотность и химический состав.
Орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона.
2.2 Биотические факторы. Факторы живой природы, то есть совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания.
Фитогенные факторы, факторы обусловленные влиянием растений на компоненты сообщества, в состав которого они входят. Различают прямые (контактные) механические взаимоотношения между растениями, например, в жизни многих деревьев тропического леса происходит разрастание лиан, приводящее к обламыванию ветвей под их тяжестью или усыхание стволов в результате сдавливающего действия вьющимися стеблями или их корнями. К форме механических контактов относится и использование в качестве субстрата одним растением другого, иными словами, растения, живущие на других растениях (на ветвях, стволах деревьев) без связи с почвой, называются эпифиты, поселяющиеся на листьях – эпифиллы, в отличие от паразитов они не вступают в прямой физиологический контакт с растением –субстратом, а самостоятельно существуют как автотрофные организмы. Экологический смысл эпифитизма состоит в своеобразной адаптации к световому режиму в густых тропических лесах: возможность выбраться к свету в верхних ярусах леса без больших затрат веществ на рост. Само происхождение эпифитного образа жизни связывают с борьбой растений за свет. Эволюция многих эпифитов зашла так далеко, что они уже потеряли способность расти вне растительного субстрата, т.е. являются облигатными эпифитами. Вместе с тем есть виды, которые в оранжерейных условиях могут расти и в почве. Физиологические взаимоотношения между растениями включают паразитизм, симбиоз, сапрофитизм, срастание корней. Паразитизм - наиболее яркий пример прямых физиологических воздействий между растениями, т.е. переход одного из партнеров на гетеротрофный способ питания и существование за счет организма-хозяина. Например, повилика, питающаяся соками клевера, угнетает его, не только подавляя развитие вегетативной массы, но и заметно задерживая развитие растения. Как правило, урожай семян пораженного клевера невысокий. Через несколько лет на лугу, где появилась повилика, клевер полностью выпадает из травостоя. Характерным примером тесного симбиоза, или мутуализма между растениями, является сожительство водоросли и гриба, которые образуют особый целостный организм-лишайник. Связи между партнерами-симбионтами довольно сложны, и некоторые ученые называют симбиоз "хорошо урегулированным взаимным паразитизмом". Фотосинтезирующие водоросли в лишайнике снабжают гриб углеводами и другими органическими веществами (нуклеиновые кислоты, протеины, активаторы роста и др.). Грибы поставляют водоросли влагу и минеральные вещества. При недостатке же света и других неблагоприятных условий, угнетающих фотосинтез, водоросли могут получать от грибов и органические вещества, которые они поглощают из субстрата. Лишайники интересны тем, что на их примере можно наблюдать постепенную эволюцию от паразитизма к мутуализму. У более примитивных лишайников гриб фактически проникает в клетки водоросли и по существу является паразитом. У эволюционно более развитых видов водоросль и гриб живут в гармоничных отношениях, принося друг другу взаимную пользу. Отдельную группу растений с гетеротрофным питанием составляют сапрофиты - виды, которые используют в качестве источника углерода органические вещества отмерших организмов. В биологическом круговороте это важное звено, осуществляющее разложение органических остатков и перевод сложных соединений в более простые, представлено большей частью грибами, актиномицетами, бактериями. Срастание корней близко растущих деревьев (одного и того же вида или родственных видов) относится также к прямо физиологическим контактам между растениями. Явление не столь уж редкое в природе. В густых насаждениях ели Picea alies срастаются корнями около 30% всех деревьев. Установлено, что между сросшимися деревьями существует обмен через корни в виде переноса питательных веществ и воды. В зависимости от степени различия или сходства потребностей сросшихся партнеров между ними не исключены отношения как конкурентного характера в виде перехвата веществ более развитым и сильным деревом, так и симбиотические.[8].

косвенные трансбиотические взаимоотношения между растениями (через животных и микроорганизмы). Важная экологическая роль животных в жизни растений состоит в участии в процессах опыления, распространения семян и плодов.

Косвенные трансабиотические взаимоотношения между растениями (средообразующие влияния, конкуренция, аллелопатия). Изменение растениями среды - это наиболее универсальный и широко распространенный тип взаимоотношений растений при их совместном существовании. Когда тот или иной вид или группа видов растений в результате своей жизнедеятельности сильно изменяет в количественном и качественном отношении основные экологические факторы таким образом, что другим видам сообщества приходится жить в условиях, которые значительно отличаются от зонального комплекса факторов физической среды, то это говорит о средообразующей роли, средообразующем влиянии первого вида по отношению к остальным. Один из них - взаимовлияния через изменения факторов микроклимата (например, ослабление солнечной радиации внутри растительного покрова, обеднение ее фотосинтетически активными лучами, изменение сезонного ритма освещенности и др.). Одни растения влияют на другие и через изменение температурного режима воздуха, его влажности, скорости ветра, содержания углекислоты и т.д.[7].

Микогенные факторы, это факторы обусловленные влиянием грибов. Микроскопические грибы играют неоценимую по значению биологическую роль в природе. Питаясь мертвыми остатками растений и животных, переваривая их, они участвуют в непрерывно совершающемся круговороте органического вещества планеты. В то же время грибы являются основными возбудителями микозов и микогенной аллергии, а так же биоповреждения зданий и сооружений, которые в свою очередь имеют отрицательное влияние на живые организмы.
Зоогенные факторы, это факторы обусловленные влиянием животных. Прежде всего, к ним относят поедание растений животными. Животное может поедать растение целиком либо его отдельные части. В результате объедания животными ветвей и побегов растений, изменяется крона деревьев. Большая часть семян идет на пропитание птиц и грызунов. Растения, которые повреждают животные-фитофаги вынуждены бороться за свое существование и в целях самозащиты наращивают колючки, образуют избыточную фитомассу, усердно наращивают оставшиеся листья и т.д. Экологически значимый фактор - механическое воздействие, оказываемое животными на растения: это повреждение всего растения при поедании животным, а также вытаптывание. Но существует и весьма положительная сторона во влиянии животных на растение это - опыление. [2].
Микробиогенные факторы, обусловленные влиянием микроорганизмов. Например, бактерии усваивают азот воздуха и переводят его сначала в аммиак, а затем и в другие в более усваиваемые соединения, снабжая ими растения и получая взамен продукты фотосинтеза, таким образом, увеличивается зона обитания растений.[7].
Антропогенные факторы(антропические) - совокупность воздействия деятельности человека на окружающую среду. В результате производственной деятельности человека изменяется рельеф и химический состав земной поверхности, атмосферы, перераспределение запасов пресной воды, изменяется климат планеты в целом, ликвидируются естественные биогеоценозы и повсеместно создаются искусственные агроценозы, эксплуатируются полезные и уничтожаются вредные для человека виды растений и животных, возделываются культурные растения и одомашниваются дикие животные. Антропогенные факторы могут оказывать прямое воздействие на окружающую среду в результате внезапно начинающейся, интенсивной и непродолжительной деятельности, например, прокладка автомобильной или железной дороги через тайгу, сезонная промысловая охота в определенном районе и т.д., косвенное воздействие– через хозяйственную деятельность долговременного характера и малой интенсивности, например, загрязнение окружающей среды газообразными и жидкими выбросами завода, построенного у проложенной железной дороги без необходимых очистных сооружений, приводящее к постепенному усыханию деревьев и медленному отравлению тяжёлыми металлами животных, населяющих окрестную тайгу., комплексное воздействие вышеперечисленных факторов, приводящее к медленному, но существенному изменению окружающей среды (рост населения, увеличение численности домашних животных и животных, сопровождающих человеческие поселения – ворон, крыс, мышей и т. д,, преобразование земельных угодий, появление примесей в воде и т. п.). В результате в изменённом ландшафте остаются лишь растения и животные, сумевшие приспособиться к новому состоянию жизни. Например, хвойные деревья заменяются в тайге мелколиственными породами, место крупных копытных и хищников занимают таежные грызуны и охотящиеся на них мелкие куньи и т.д. В 20 в. антропогенные факторы стали играть значительную роль в изменении климата, состава атмосферы и почвы, пресных и морских водоемов, в сокращении площади лесов, исчезновении многих видов растений и животных. В составе этой подгруппы можно выделить следующие виды влияний:
Физические: например использование атомной энергии, влияние шума и вибрации т.д.
Химические: например, использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта.
Биологические: продукты питания, организмы, для которых человек может стать средой обитания и источником питания.
Социальные: например, связанные с отношениями людей и жизнью в обществе.[8].

3. По времени экологические факторы делятся:

3.1 Эволюционный фактор- это экологический фактор, характер современного воздействия которого был определен в прежние геологические эпохи в результате жизнедеятельности организмов, например содержание кислорода в атмосфере Земли, озоновый слой и др.
3.2 Исторический экологический фактор- этот фактор есть характер современного воздействия которого был определен в ходе исторического развития человечества, его взаимодействия с природной средой (вырубка лесов на огромных территориях, древние ирригационные системы и др.).

4. По периодичности экологические факторы делятся:

4.1 Периодические факторы. С действием этих факторов жизнь столкнулась на ранних стадиях эволюции. К ним относят температуру, изменение положения Земли по отношению к Солнцу. Благодаря им в эволюции возникла суточная, сезонная, годичная периодичность многих биологических процессов. Вторичные периодические факторы являются производными первичных. Например, уровень влажности зависит от температуры, поэтому в холодных областях планеты атмосфера содержит меньше водяных паров.
4.2 Непериодические факторы. Действуют на организм или популяцию эпизодически, внезапно. К ним относят стихийные силы природы — извержение вулкана, ураган, удар молнии, наводнение, а также хищника, настигающего жертву, и охотника, поражающего цель- Благодаря многообразию экологических факторов наблюдается закономерное расселение видов по планете. Колебания интенсивности их действия проявляются в исчезновении некоторых видов с определенных территорий, изменении плотности популяций, показателей рождаемости, смертности. Под влиянием экологических факторов в эволюции сложились такие адаптивные модификации, как зимняя или летняя спячка, диапауза.[10].

Действие абиотических факторов на популяции

Процесс приспособления живых организмов к изменяющимся условиям внешней среды называется адаптацией. Существует 2 основных способа адаптации особи к изменениям абиотических факторов:

1) поведенческие реакции. способность животных изменять свои действия под влиянием внутренних и внешних факторов, характерная черта животного типа организации. Поведение имеет огромное приспособительное значение, позволяя животным избегать негативных факторов окружающей среды. У многоклеточных организмов поведение находится под контролем нервной системы. Растения и бактерии тоже обладают способностью к активному, более того, упорядоченному перемещению под действием внешних факторов (таксису). Примером служат фото- и хемотаксисы бактерий, синезелёных водорослей. Высшие растения также не лишены способности к движению. Хорошо известны никтинастии растений — открывание и закрывание цветков в связи со сменой дня и ночи, фототропизмы листьев, гидро- и хемотропизмы корней

2) физиологическая настройка организма, например, терморегуляция. Так, в течение своей жизнедеятельности организмы существуют в пределах очень ограниченного и активно защищаемого диапазона внутренних температур тела. От (образование кристаллов льда) до (тепловая коагуляция внутриклеточных белков). И чтобы поддерживать температуру своего тела организм вырабатывает очень эффективные и в некоторых отношениях весьма специфические физиологические реакции, с помощью которых он обычно реагирует на резкие перепады, связанные с сильным перегревом или охлаждением организма. В основе этих реакций, вызванных необходимостью купировать, инициировать или устранять перегрев и переохлаждение организма, - механизм тонкой координации различных систем организма.

Приспособление популяции к изменению абиотических факторов происходит путем изменения характера ее пространственного распределения и путем адаптивной эволюции. Так как виды и слагающие их популяции избирательно относятся к факторам среды, и поэтому они заселяют строго определенные места обитания с соответствующими экологическими условиями. Участок территории, занятый популяцией вида, и характеризующийся определенными экологическими условиями - стация. Каждый вид имеет свой набор стаций. Свойство видов избирательно заселять те или иные стации называется принципом стациальной верности, который применяется только в условиях ограниченного пространства и времени. Виды способны закономерно изменять свои места обитания в широком диапазоне пространства и времени и в разных зонах одни и те же виды занимают неодинаковые ярусы.

В пространстве правило смены места обитания выражается в :

зональной смене стаций: закономерно направленное изменение места обитания при переходе вида из одной природной зоны в другую.
вертикальной смене стаций: аналогична зональной, но характерна для горных условий.
зональной смене ярусов: проявляющейся в том, что многие виды при продвижении на север перемещаются из более высокого яруса в более низкий, а некоторые в сравнительно сухих зонах становятся обитателями почвы.

Во времени правило смены местообитания выражается в :

сезонной смене стаций: происходящее при изменениях микроклимата в течение одного сезона. Например, в сухом и жарком климате это проявляется в переселении некоторых степных и пустынных видов в период засухи на посевы культурных растений, на луга, под полог леса, где сохраняется достаточно высокая влажность и зеленый растительный покров. Такое поведение характерно для насекомых и грызунов.
годичной смене стаций: происходит при отклонении погодных условий от среднегодовой нормы.[3]

Приспособление популяции к изменениям абиотических факторов путем адаптивной эволюции включает в себя три составляющие:

преадаптация - процесс развития предшествующих адаптации особенностей, на основе которых формируется новое приспособление организма к окружающей его среде
адаптация.
постадаптация - эволюционные изменения организмов, которые совершенствуют уже существующую у них адаптацию к освоенной среде обитания.

Так как адаптация- это фундаментальное свойство живой природы и среда обитания любого живого существа, с одной стороны, медленно и неуклонно изменяется на протяжении жизни многих поколений соответствующего биологического вида, а с другой стороны, она предъявляет организму разнообразные требования, меняющиеся в короткие отрезки индивидуальной жизни, поэтому существует адаптация на генетическом уровне и в результате глубокого изменения обмена веществ.[5].

Приспособление к сезонным и годичным природным циклам осуществляется с помощью глубоких изменений обмена веществ. У животных центральную роль в этих процессах играют нейрогуморальные механизмы, например, подготовка к сезону размножения или к зимней спячке «включается» нервными стимулами, а осуществляется благодаря изменениям в гормональном статусе организма. У растений сезонные и иные долговременные изменения обеспечиваются работой фитогормонов, ростовых факторов.
Быстрые изменения в ответ на кратковременные отклонения факторов среды. У животных они осуществляются разнообразными нервными механизмами, ведущими к перемене поведения и быстрой обратимой трансформации обмена веществ. У растений примером быстрых изменений являются реакции на смену освещенности. Адаптивное значение имеют практически все закономерности, характерные для живого. В ходе естественного отбора виды преображаются и все лучше адаптируются к своим местообитаниям. Например, жирафы постепенно приспособились к поеданию листьев с вершин деревьев. С увеличением приспособленности организмов к местообитанию скорость их изменения п В случае отношений «хищник—жертва» естественный отбор влияет прежде всего на гены, позволяющие наиболее эффективно избегать врага, а у хищников — на гены, повышающие его охотничьи способности. Это справедливо для всех биотических взаимодействий. Организмы, почему-либо утратившие способность к адаптации, обречены на вымирание. Итак, при перемене условий существования (отклонении значения одного или нескольких экологических факторов за пределы обычных колебаний) одни виды адаптируются и преобразуются, а другие виды вымирают. Это зависит от ряда обстоятельств. Основное условие адаптации — выживание и размножение хотя бы нескольких особей в новых условиях, которое связано с генетическим разнообразием генофонда и степенью изменения среды. При более разнообразном генофонде даже в случае сильных изменений среды некоторые особи сумеют выжить, тогда как при малом разнообразии генофонда даже незначительные колебания экологических факторов могут привести к вымиранию вида. Если изменения условий малозаметны или происходят постепенно, то большинство видов может приспособиться и выжить. Чем резче изменение, тем большее разнообразие генофонда необходимо для выживания. В случае катастрофических изменений (например, ядерной войны), возможно, не выживет ни один вид. Важнейший экологический принцип гласит: выживание вида обеспечивается его генетическим разнообразием и слабыми колебаниями экологических факторов.

Генетический уровень обеспечивает адаптацию и сохранение жизнеспособности вида в поколениях на основе свойства генетической изменчивости. Сюда же можно добавить такой фактор как географическое распространение. Чем шире распространен вид (чем больше ареал вида), тем он генетически более разнообразен и наоборот. Кроме того, при обширном географическом распространении некоторые участки ареала могут быть удалены или изолированы от районов, где нарушались условия существования. На этих участках вид сохраняется, даже если он исчезнет из других мест. Если часть особей выжила в новых условиях, то дальнейшая адаптация и восстановление численности зависят от скорости воспроизведения, так как изменение признаков происходит только путем отбора в каждом поколении. Например, пара насекомых имеет сотни потомков, проходящих жизненный цикл развития за несколько недель. Следовательно, скорость воспроизведения у них в тысячу раз выше, чем у птиц, выкармливающих только 2—6 птенцов в год, а значит, одинаковый уровень приспособленности к новым условиям разовьется во столько же раз быстрее. Именно поэтому насекомые быстро адаптируются и приобретают устойчивость к всевозможным «средствам защиты растений», тогда как другие дикие виды от этих обработок погибают. Важно отметить, что сами по себе ядохимикаты не вызывают полезных мутаций. Изменения возникают случайно. Адаптивные признаки развиваются благодаря наследственному разнообразию, уже существующему в генофонде вида. Имеют значение и размеры организма. Мухи могут существовать даже в мусорном ведре, а крупным животным необходимы для выживания обширные территории.

Адаптация имеет следующие особенности: Приспособленность к одному фактору среды, например повышенной влажности, не дает организму такой же приспособленности к другим условиям среды (температуре и т. п.). Эта закономерность называется законом относительной независимости адаптации: высокая адаптированность к одному из экологических факторов не дает такой же степени приспособления к другим условиям жизни. Каждый вид организмов в вечно меняющейся среде жизни по-своему адаптирован. Это выражается сформулированным Л. Г. Раменским в 1924 г. правилом экологической индивидуальности: каждый вид специфичен по экологическим возможностям адаптации; двух идентичных видов не существует.[9].

Действие абиотических факторов на виды

На уровне вида абиотические факторы определяют или ограничивают географическое распространение видов и в итоге приводят к возникновению географической изменчивости видов. Основной способ адаптации видов к изменению абиотических факторов - приспособительная эволюция. Географическое распространение видов определяется положением и размером их ареалов. Эти показатели одновременно зависят от многих абиотических факторов, но чаще всего самым главным является температура воздуха (воды).

В 1918 году Хопкинс установил биоклиматический закон: существует закономерная и довольно тесная связь развития физиологических явлений с широтой, долготой и высотой над уровнем моря. Поэтому при продвижении на север, на восток и в горы время наступления периодических явлений в жизни организмов запаздывает на 4 дня на каждый градус широты, на 5 градусов долготы и примерно на 100 метров высоты. Из биоклиматического закона следует важнейшая закономерность-явление биполярности. Биполярность заключается в том, что у организмов в высоких широтах умеренных зон наблюдается определенное сходство в систематическом составе и ряде биологических явлений, как для организмов наземной, так и морской флоры и фауны. Проявляется в том, что качественной состав организмов, обитающих в определенной местности, зависит от широты этой местности.

Изменение абиотических факторов среды обуславливает географическую изменчивость видов. Изменчивость - это свойство живых организмов существовать в различных формах. В зависимости от механизма возникновения различают:

наследственную (генотипическую) изменчивость, возникает в результате мутаций.
ненаследственную (модификационную) изменчивость(не затрагивает генотип), например появление загара, повышение уровня эритроцитов в горах.
онтогенетическую изменчивость, происходящую в процессе жизни организма и представляющая собой различие между молодым и взрослым организмами на разных этапах развития (например, молодые растения часто имеют более простое строение листовой пластинки, которая в процессе роста растения усложняется).

Одним из наиболее важных факторов, определяющих существование, развитие и распространение организмов по земному шару, является температура. Растения не имеют собственной температуры тела, поэтому их анатомо-морфологические и физиологические механизмы терморегуляции направлены на защиту организмов от неблагоприятного воздействия температуры. Например, в тундрах наиболее распространены низкорослые и стелющиеся формы. Физиологические приспособления растений: интенсивность транспирации (испарение воды); накоплений в клетках солей калия, изменяющих температуру свертывания плазмы; свойство хлорофилла препятствовать проникновению наиболее горячих солнечных лучей. Существуют экологические правила, которые подразумевают совокупность естественных закономерностей, характеризующих реакции живых организмов на стойкие изменения природной среды и определяющие функционирование популяций и экосистем.

Правило Бергмана. У теплокровных животных одного вида или группы близких видов размеры тела больше в холодных частях ареала, и меньше в его более теплых частях. Таким образом, размер тела с увеличением широты возрастает. Правило отражает адаптацию теплокровных животных к поддержанию постоянной температуры тела в различных климатических условиях. У более крупных животных отношение поверхности тела к его объему меньше, чем у мелких. Благодаря этому для поддержания постоянной температуры тела при низкой температуре необходим меньший расход энергии. Однако, между размером тела, характером пищи, двигательной активностью и процессами обмена веществ существуют очень сложные взаимосвязи, поэтому существует множество исключений из этого правила. Например, роющие млекопитающие хорошо защищены от холода, для них решающий фактор размера тела - количество пищи, доступной в зимнее время. Для хладнокровных животных характерна обратная закономерность.

Правило Глогера. В пределах одно вида или группы близких видов у особей, обитающих в прохладных и (или) влажных областях, пигментация выражена сильнее (окраска темная и насыщенная), а у обитателей теплых и сухих областей - слабее. Темная окраска оперения и скорлупы яиц многих птиц, обитающих в холодных местностях, обусловлены тем, что такая окраска способствует усилению поглощения солнечных лучей. Физиологический смысл этого правила не вполне изучен, так как оно распространяется на даже на виды, ведущие ночной образ жизни.

Правило Шелфорда-Парка. На организмы, обитающие в умеренных областях, стимулирующее действие оказывают изменения температуры среды.

Правило Уоллеса. По мере продвижения с севера на юг наблюдается увеличение видового разнообразия сообществ организмов.

Правило Дармингтона. Уменьшение площади острова в 10 раз сокращает число живущих на нем видов (амфибии, рептилии) вдвое. Это правило необходимо учитывать при определении размеров охраняемых природных территорий (заповедники, заказники и т.д.).[3].

Действие абиотических факторов на экосистемы

Любой абиотический фактор, оказывающий влияние на отдельный вид, входящий в состав изучаемой экосистемы, будет влиять на экосистему и ее свойства. Совокупность абиотических факторов создает климатический режим экосистемы, в котором протекают все процессы жизнедеятельности видов, входящих в экосистему и осуществляющий взаимодействие между ними. Все особи, входящий в состав экосистемы, подвергаются воздействию абиотических факторов. Если сила и характер действия абиотического фактора не выходит за пределы выносливости организма, то его физиологическая реакция проявляется в формировании адаптивных признаков. На уровне экосистемы это отразится на ее видовом разнообразии, пространственном распределении видов внутри экосистемы, на характере их взаимодействия друг с другом. Таким образом, влияние абиотических факторов на биотическую составляющую экосистемы определяет не только свойства экосистемы, но и стратегию ее развития.[10].