Реакции организмов на экологические факторы

План

 

1. Введение.
2. Понятие экологических факторов, их классификация.
3. Абиотические факторы.
4. Биотические факторы.
5. Антропогенные факторы.
6. Реакции организмов на экологические факторы (Закон оптиума).
7. Заключение.
8. Список использованной литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Как известно, среду обитания живых организмов определяют экологические факторы.  Но что же такое экологические факторы? Какими характеристиками они обладают? И какое влияние они оказывают на жизнедеятельность организмов? Как раз-таки эти вопросы я и попытаюсь разобрать в ходе своей работы.

Актуальность данной темы состоит в том, что в природе экологические факторы действуют не изолированно друг от друга, а в виде сложного комплекса. Комплекс экологических факторов, без которых организм существовать не может, и представляет собой условия существования данного организма. Условия существования и организмы неотделимы друг от друга.

В зависимости от требований к условиям среды и реакции на определенные экологические факторы, организмы формируются в экологические группы.

Целью данной является рассмотреть роль экологических факторов в динамике численности организмов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Понятие экологических  факторов, их классификация.

Итак, под экологическим фактором понимают любое условие среды, способное оказывать прямое влияние на живые организмы и вызвать у них определенные приспособительные реакции.

Экологические факторы воздействуют на живые организмы различно. Одни способствуют устранению некоторых видов с территории, другие — изменяют плодовитость и смертность разных видов путем воздействуя на развитие каждого из них и вызывая миграции. Третьи — способствуют появлению адаптивных модификаций. Таким образом,  организмы в среде своего  обитания подвергаются одновременному воздействию самых разнообразных факторов.

 Все экологические  факторы можно подразделить на:

• Относительно постоянные;

 К ним относятся: солнечная  энергия, солевой состав океана,  свойства атмосферы.

• Постоянно изменчивые.

К ним относятся: температура, влажность воздуха, ветер, осадки, количество пищи

Основными же экологическими факторами являются:

• абиотические;
• биотические;
• антропогенные.

Рассмотрим каждый из этих факторов поподробнее.

 

3. Абиотические  факторы

Абиотические факторы — компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы.

Среди абиотических факторов выделяют:

1. Климатические (влияние температуры, света и влажности);
2. Геологические (землетрясение, извержение вулканов, движение ледников, сход селей и лавин и др.);
3. Орографические (особенности рельефа местности, где обитают изучаемые организмы).
4. Химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, кислотность).

Рассмотрим действие основных прямодействующих абиотических факторов: света, температуры и наличия воды. Температура, свет и влажность являются наиболее важными факторами внешней среды. Эти факторы закономерно изменяются как в течение года и суток, так и в связи с географической зональностью. К этим факторам организмы обнаруживают зональный и сезонный характер приспособления.

Свет как экологический фактор

Растения, в зависимости от условий обитания, адаптируются к тени - теневыносливые растения или, напротив, к солнцу - светолюбивые растения (к примеру, хлебные злаки). Однако сильное яркое солнце (яркость выше оптимальной) подавляет фотосинтез, поэтому в тропиках трудно получить высокий урожай культур, богатый белком.

Солнечное излучение является основным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. В спектре солнечного излучения можно выделить три области, различные по биологическому действию: ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную.  Ультрафиолетовые лучи губительны для всего живого, но они задерживаются озоновым слоем атмосферы. Они составляют около 10% лучистой энергии. Эти лучи обладают высокой химической активностью – при большой дозе могут повреждать живые организмы. В небольших количествах они необходимы, например, человеку: под влиянием этих лучей в организме человека образуется витамин Д, а насекомые зрительно различают эти лучи, т.е. видят в ультрафиолетовом свете.

Видимые лучи. На их долю приходится большая часть энергии - 45% - солнечного излучения), достигающие поверхности Земли, имеют особенно большое значение для организмов. Зеленые растения за счет этого излучения синтезируют органическое вещество (осуществляют фотосинтез), которое используют в пищу все остальные организмы. Для большинства растений и животных видимый свет является одним из важных факторов среды, хотя есть и такие, для которых свет не является обязательным условием существования.

Инфракрасные лучи  глаз человека не воспринимает, но они являются источником тепловой энергии (45% лучистой энергии). Эти лучи поглощаются тканями животных и растений, вследствие чего ткани нагреваются. Многие хладнокровные животные (ящерицы, змеи, насекомые) используют солнечный свет для повышения температуры тела (некоторые змеи и ящерицы являются экологически теплокровными животными).  Световые условия, связанные с вращением Земли, имеют отчетливую суточную и сезонную периодичность. Почти все физиологические процессы у растений и животных имеют суточный ритм с максимумом и минимумом в определенные часы: например, в определенные часы суток цветок у растений открывается и закрывается, а у животных возникли приспособления к ночной и дневной жизни. Длина дня (или фотопериод), имеет огромное значение в жизни растений и животных. Изучение фотопериодизма растений и животных показало, что реакция организмов на свет основана не просто на количестве получаемого света, а на чередовании в течение суток периодов света и темноты определенной длительности.  Организмы способны измерять время, т.е.  обладают «биологическими часами» - от одноклеточных до человека. «Биологические часы» определяют суточный ритм активности как целых организмов, так и процессов, происходящих даже на уровне клеток, в частности клеточных делений.

Температура как экологический фактор

Все химические процессы, протекающие в организме, зависят от температуры. Изменения тепловых условий, часто наблюдаемые в природе, глубоко отражаются на росте, развитии и других проявлениях жизнедеятельности животных и растений. Различают организмы с непостоянной температурой тела - пойкилотермные и организмы с постоянной температурой тела - гомойтермные.  Пойкилотермные животные целиком зависят от температуры окружающей среды, тогда как гомойтермные способны поддерживать постоянную температуру тела независимо от изменений температуры окружающей среды.  Подавляющее большинство наземных растений и животных в состоянии активной жизнедеятельности не переносит отрицательной температуры и погибает. Для большинства наземных животных и растений оптимум температурных условий колеблется в довольно узких пределах (15-30 градусов). Верхний порог температуры жизни определяется температурой свертывания белков, поскольку необратимое свертывание белков (нарушение структуры белков) возникает при температуре около 60 градусов.

У ряда холоднокровных животных температура тела может меняться в зависимости от физиологического состояния: к примеру, у летающих насекомых внутренняя температура тела может подниматься на 10-12 градусов и более вследствие усиленной работы мышц. 

Наиболее совершенная терморегуляция наблюдается у птиц и млекопитающих - гомойтермных животных. В процессе эволюции они приобрели способность поддерживать постоянную температуру тела благодаря наличию четырехкамерного сердца и одной дуги аорты, что обеспечило полное разделение артериального и венозного кровотока; высокого обмена веществ; перьевого или волосяного покрова; регуляции теплоотдачи; хорошо развитой нервной системы приобрели способность к активной жизни при разной температуре. У большинства птиц температура тела несколько выше 40 градусов, а у млекопитающих - несколько ниже. Весьма важное значение для животных имеет не только способность к терморегуляции, но и адаптивное поведение, постройка специальных убежищ и гнезд, выбор места с более благоприятной температурой и т.п. Они также способны приспосабливаться к низким температурам несколькими путями: кроме перьевого или волосяного покрова, теплокровные животные с помощью дрожи (микросокращения внешне неподвижных мышц) уменьшают теплопотери; при окислении бурой жировой ткани у млекопитающих образуется дополнительная энергия, поддерживающая обмен веществ.

Вода как экологический фактор

Вода играет исключительную роль в жизни любого организма, поскольку она является структурным компонентом клетки, на долю воды приходится 60-80% массы клетки.  Вода — главный растворитель. Теплопроводные свойства воды определяют ее ведущую роль терморегулятора климата в природе.  Вода в живых системах поглощает тепло при переходе из жидкого состояния в газообразное, тем самым предохраняет неустойчивые структуры клетки от повреждения при кратковременном освобождении тепловой энергии. В связи с этим она производит охлаждающий эффект при испарении с поверхности и регулирует температуру тела. Кроме того, вода выполняет транспортную функцию, перемещая вещества почвы сверху вниз и обратно. Роль влажности для наземных организмов обусловлена тем, что осадки распределяются на земной поверхности в течение года неравномерно. В засушливых районах (степи, пустыни) растения добывают себе воду с помощью сильно развитой корневой системы, иногда очень длинных корней (у верблюжьей колючки - до 16 м), достигающих влажного слоя. Высокое осмотическое давление клеточного сока (до 60-80 атм), увеличивающее сосущую силу корней, способствует удержанию воды в тканях. В сухую погоду растения снижают испарение воды: у пустынных растений утолщаются покровные ткани листа, либо на поверхности листьев развивается восковой слой или густое опушение. Ряд растений достигает снижения влаги уменьшением листовой пластинки (листья превращаются в колючки, часто растения полностью теряют листья - саксаул, тамариск и др.). 

Многие животные пустынь способны обходиться без питьевой воды; некоторые быстро и долго могут бегать, совершая длинные миграции на водопой (сайгаки, антилопы, верблюды и др.); часть животных добывает воду из пищи (насекомые, пресмыкающиеся, грызуны).  Жировые отложения пустынных животных могут служить своеобразным резервом воды в организме: при окислении жиров образуется вода (отложения жира в горбе верблюдов или подкожные отложения жира у грызунов).  Малопроницаемые покровы кожи (например, у пресмыкающихся,) защищают животных от потери влаги. Многие животные перешли к ночному образу жизни или скрываются в норах, избегая иссушающего действия низкой влажности и перегрева. В условиях периодической сухости ряд растений и животных переходят в состояние физиологического покоя - растения приостанавливают рост и сбрасывают листья, животные впадают в спячку. Эти процессы сопровождаются пониженным обменом веществ в период сухости.

4. Биотические  факторы

Биотические факторы — совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других (внутривидовые и межвидовые взаимодействия), а также на среду обитания.

Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ: вступает в связь с представителями своего вида и других видов — растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Соответственно, выделяют следующие  биотические экологические факторы:

• фитогенные – это влияние растений на организм;
• зоогенные – влияние животных;
• микогенные – влияние грибов:
• микробогенные – влияние микроорганизмов

Группа биотических факторов разделяется на внутривидовые и межвидовые.

Внутривидовые биотические факторы.

К внутривидовым относятся факторы, действующие внутри вида, на уровне популяций. В первую очередь это численность популяции и ее плотность - число особей вида на определенной площади или в объеме. 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.

При росте популяции, когда ее численность приближается к насыщающей среды обитания, вступают в действие внутренние физиологические механизмы регуляции численности данной популяции: возрастает смертность особей, снижается плодовитость, возникают стрессовые ситуации, драки и т. п. Пространство и пища становятся предметом конкуренции. Конкуренция - форма взаимоотношений организмов, складывающаяся в борьбе за одни и те же условия среды.

Межвидовые биотические факторы и взаимодействия

Действие, оказываемое одним видом на другой, обычно осуществляется через прямой контакт между особями, которому предшествуют или сопутствуют изменения среды обитания, вызываемые жизнедеятельностью организмов (химические и физические изменения 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.

   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. Отрицательные  межвидовые взаимодействия: межвидовая конкуренция за пространство, пищу, свет, убежище и т. п., т. е. любое взаимодействие между двумя или более популяциями, которое вредно сказывается на их росте и выживании. Если два вида вступают в конкуренцию за общие для них условия, один из них вытесняет другой. С другой стороны, два вида могут существовать, если их экологические требования различны.

Отличие биотических факторов от абиотических состоит в том, что их воздействие проявляется в виде взаимного влияния живых организмов разных видов друг на друга. Многие животные, питающиеся растениями, растительноядные, а их связь с растениями - поедание. Так, на пастбищах животные поедают только определенные виды растений, не притрагиваясь к другим, ядовитым или имеющим неприятный вкус. С течением времени это приводит к коренным изменениям видового состава растительности на данном участке. Некоторые растения имеют защитные приспособления от поедания животными, например, выделение ядовитых веществ, видоизмененные листья-колючки, шипы на 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 многих видов покрытосеменных без участия животных было бы невозможным.

 

 

5. Антропогенные  факторы

Антропогенные факторы — совокупность факторов окружающей среды, обусловленных случайной или преднамеренной деятельностью человека за период его существования.

К антропогенным факторам относятся следующие факторы:

1. Химические;

2. Физические;

3. Биологические;

4. Социальные.

Химические антропогенные факторы включают применение минеральных удобрений и ядовитых химических веществ для обработки полей, а также загрязнение всех земных оболочек транспортными и промышленными отходами.

К физическим факторам можно отнести использование ядерной энергии, повышение уровня шума и вибрации в результате деятельности человека, в частности при использовании разнообразных средств передвижения. Биологические факторы – это продукты питания. К ним также относятся организмы, которые могут обитать в теле человека или те, для которых человек потенциально является пищей.

Социальные факторы определяются совместным существованием людей в обществе и их взаимоотношениями.

Влияние человека на окружающую среду может быть прямым, косвенным и комплексным. Прямое влияние антропогенных факторов осуществляется при сильном непродолжительном воздействии какого-либо из них. Например, при обустройстве автомобильной магистрали или укладке железнодрожных путей через лес, сезонной промысловой охоте в определенной местности, т.д.

Косвенное воздействие проявляется изменением природных ландшафтов при хозяйственной деятельности человека небольшой интенсивности в течение длительного периода времени. При этом подвергается воздействию климат, физический и химический состав водоемов, изменяется структура почв, строение поверхности Земли, состав фауны и флоры. Это происходит, к примеру, при строительстве металлургического комбината рядом с железной дорогой без применения необходимых очистных сооружений, что влечет загрязнение окружающей природы жидкими и газообразными отходами. В дальнейшем деревья на близлежащей территории погибают, животным грозит отравление тяжелыми металлами и т.д. Комплексное воздействие прямых и косвенных факторов влечет постепенное появление выраженных изменений окружающей среды, что может быть обусловлено быстрым ростом населения, увеличением поголовья скота и животных, обитающих рядом с жильем человека (крыс, тараканов, ворон, т.д.), распашкой новых земель, попаданием вредных примесей в водоемы и т.д. В такой ситуации в измененном ландшафте могут выжить лишь те живые организмы, которые способны приспособиться к новым условиям существования.

В ХХ и Х1 веках антропогенные факторы приобрели огромное значение в изменении климатических условий, строении почв и состава атмосферного воздуха, соленых и пресных водоемов, в уменьшении площади лесов, вымирании многих представителей растительного и животного мира.

 

6. Реакции организмов  на экологические факторы (Закон  оптиума).

Экологические факторы чрезвычайно разнообразны и каждый вид испытывает их влияние и отвечает на них по-разному. Но есть некоторые общие законы, которым подчиняются ответные реакции организмов на любой фактор среды.

Главный из них — Закон оптиума. Он отражает то, как переносят живые организмы разную силу действия экологических факторов. Дозы факторов, при которых организм, популяция или биоценоз достигают наилучшего развития и максимальной продуктивности, соответствует оптимуму условий. С изменением этой дозы в сторону уменьшения или увеличения происходит угнетение организма и чем сильнее отклонение значения факторов от оптимума, тем снижение жизнеспособности больше, вплоть до гибели организма или разрушения биоценоза. Условия, при которых жизнедеятельность максимально угнетена, но организм и биоценоз еще существуют, называются пессимальными.

Например, животные и растения плохо переносят сильную жару или сильный холод, оптимальными являются средние температуры. Точно так же и  засуха, и постоянные проливные дожди одинаково неблагоприятны для урожая. Закон оптиума свидетельствует о мере каждого фактора для жизнеспособности организмов.

Для разных видов растений и животных пределы условий, в которых они себя хорошо чувствуют неодинаковы. Например, одни растения предпочитают очень высокую влажность, другие предпочитают засушливые местообитания. Одни виды птиц улетают в теплые края, другие – клесты, кедровки и птенцов выводят зимой. Чем шире количественные пределы условий среды обитания, при которых тот или иной организм, вид и экосистема могут существовать, тем выше степень их выносливости, или толерантности.

 

 

Виды с узкой экологической пластичностью, т.е. способные существовать в условиях небольшого отклонения от своего оптимума, узкоспециализированные, называются стенобионтными (stenos – узкий), виды широко приспособленные, способные существовать при значительных колебаниях факторов – эврибионтные (eurys – широкий) Границы, за которыми существование невозможно, называются нижним и верхним пределами выносливости, или экологической валентности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Это воздействие выражается в экологических факторах. Мы рассмотрели основные классификации факторов. Классификации экологических факторов разнообразны из-за исключительной сложности, взаимосвязанности и взаимозависимости явлений в природе. Наряду с рассмотренной в данном реферате классификацией экологических факторов существует много других, менее распространенных, в которых используют иные отличительные признаки. Так, выделяют факторы, зависящие и не зависящие от численности и плотности организмов. Например, на действие макроклиматических факторов не сказывается количество животных или растений, а эпидемии, вызываемые патогенными микроорганизмами, зависят от количества на данной территории. Такие факторы можно перечислять бесконечно. Но один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов.

Таким образом, одни факторы способствуют устранению некоторых видов с территории, другие — изменяют плодовитость и смертность разных видов путем воздействия на развитие каждого из них и вызывая миграции. Третьи — способствуют появлению адаптивных модификаций. Таким образом,  организмы в среде своего  обитания подвергаются одновременному воздействию самых разнообразных факторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

 

1. Алишева К. А., Экология, Алматы, 2011
2. Шилов И. А., Экология,М., 2003
3. http://bono-esse.ru/blizzard/A/Posobie/Ecol/11.html
4. http://uchebnikionline.com/ekologia/ekologiya/klasifikatsiya_ekologichnih_faktoriv.htm