Sob fatores ambientais compreender os impactos, propriedades dos componentes do ecossistema e características do seu ambiente externo que têm um impacto direto na natureza e intensidade dos processos que ocorrem no ecossistema.

O número de vários factores ambientais parece potencialmente ilimitado, pelo que classificá-los é uma questão difícil. Para uso de classificação vários sinais, tendo em conta tanto a diversidade destes factores como as suas propriedades.

Em relação ao ecossistema, os fatores ambientais são divididos em externo (exógeno ou entópico) e interno (endógeno). Apesar da certa convenção de tal divisão, acredita-se que os fatores externos, agindo sobre o ecossistema, não estão, ou quase não estão sujeitos, à sua influência. Estes incluem radiação solar, precipitação, pressão atmosférica, velocidade do vento e das correntes, etc. Fatores internos se correlacionam com as propriedades do próprio ecossistema e o formam, ou seja, fazem parte de sua composição. Este é o número e a biomassa das populações, o número de diferentes produtos químicos, características da água ou massa do solo, etc.

Tal divisão na prática depende da formulação do problema de pesquisa. Assim, por exemplo, se for analisada a dependência do desenvolvimento de qualquer biogeocenose com a temperatura do solo, então este fator (temperatura) será considerado externo. Se for analisada a dinâmica dos poluentes em uma biogeocenose, então a temperatura do solo será fator interno em relação à biogeocenose, mas externo em relação aos processos que determinam o comportamento do poluente nela.

Fatores ambientais pode ser de origem natural ou antropogênica. Natural são divididos em duas categorias: fatores natureza inanimada - abiótico e fatores da natureza viva - biótico. Na maioria das vezes, três grupos iguais são distinguidos. Esta classificação de fatores ambientais é apresentada na Figura 2.5.

Figura 2.5. Classificação dos fatores ambientais.

PARA abiótico Os fatores incluem um conjunto de fatores no ambiente inorgânico que influenciam a vida e a distribuição dos organismos. Destaque físico(cuja fonte é uma condição ou fenômeno físico), químico(vem de composição química ambiente (salinidade da água, teor de oxigênio)), edáfico(solo - um conjunto de propriedades mecânicas e outras do solo que influenciam os organismos da biota do solo e sistema raiz plantas (efeito da umidade, estrutura do solo, teor de húmus)), hidrológico.

Sob biótico fatores compreender a totalidade da influência da atividade vital de alguns organismos sobre outros (interações intraespecíficas e interespecíficas). As interações intraespecíficas se desenvolvem como resultado da competição em condições de números e densidades populacionais crescentes por locais de nidificação e recursos alimentares. Os interespecíficos são muito mais diversos. Eles são a base para a existência de comunidades bióticas. Os fatores bióticos têm a capacidade de influenciar o ambiente abiótico, criando um microclima ou microambiente no qual vivem os organismos vivos.

Alocar separadamente antropogênico fatores decorrentes da atividade humana. Estes incluem, por exemplo, a poluição ambiental, a erosão do solo, a destruição de florestas, etc. Alguns tipos de impacto humano no ambiente serão discutidos mais detalhadamente na secção 2.3.

Existem outras classificações de fatores ambientais. Por exemplo, eles podem ter um efeito no corpo direto E indireto desenvolvimento. Os impactos indiretos manifestam-se através de outros fatores ambientais.

Fatores cujas mudanças se repetem ao longo do tempo - periódico (fatores climáticos, fluxos e refluxos); e aqueles que surgem inesperadamente - não periódico .

Os fatores ambientais têm um efeito complexo no corpo na natureza. O complexo de fatores sob a influência dos quais todos os processos vitais básicos dos organismos são realizados, incluindo o desenvolvimento e a reprodução normais, é denominado “ condições de vida " Todos os organismos vivos são capazes de adaptação (dispositivo) às condições ambientais. Desenvolve-se sob a influência de três fatores principais: hereditariedade , variabilidade E natural seleção (e artificial). Existem três formas principais de adaptação:

- ativo – fortalecimento da resistência, desenvolvimento de processos regulatórios que permitem ao corpo desempenhar funções vitais em condições ambientais alteradas. Um exemplo é manter uma temperatura corporal constante.

- Passiva – subordinação das funções vitais do corpo às mudanças nas condições ambientais. Um exemplo é a transição de muitos organismos para um estado anabolismo.

- Evitar efeitos adversos – a produção do corpo de tais ciclos de vida e comportamentos que ajudam a evitar efeitos adversos. Um exemplo são as migrações sazonais de animais.

Os organismos normalmente usam uma combinação das três vias. A adaptação pode basear-se em três mecanismos principais, com base nos quais se distinguem os seguintes tipos:

- Adaptação morfológica acompanhada por mudanças na estrutura dos organismos (por exemplo, modificações nas folhas das plantas do deserto). São as adaptações morfológicas que levam nas plantas e nos animais à formação de certos formas de vida.

- Adaptações fisiológicas – mudanças na fisiologia dos organismos (por exemplo, a capacidade de um camelo de fornecer umidade ao corpo através da oxidação das reservas de gordura).

- Adaptações etológicas (comportamentais) característica dos animais . Por exemplo, migrações sazonais de mamíferos e aves, hibernação.

Os factores ambientais têm uma expressão quantitativa (ver Figura 2.6). Em relação a cada fator, pode-se distinguir zona ideal (atividade de vida normal), zona pessimista (opressão) e limites de resistência do corpo (superior e inferior). Ótimo é a quantidade de fator ambiental em que a intensidade da atividade vital dos organismos é máxima. Na zona pessimista, a atividade vital dos organismos é suprimida. Além dos limites da resistência, a existência de um organismo é impossível.

Figura 2.6. Dependência da ação de um fator ambiental de sua quantidade.

A capacidade dos organismos vivos de tolerar flutuações quantitativas na ação de um fator ambiental em um grau ou outro é chamada tolerância ambiental (valência, plasticidade, estabilidade). Os valores do fator ambiental entre os limites superior e inferior de resistência são chamados zona (intervalo) de tolerância. Para indicar os limites de tolerância às condições ambientais, os termos “ euribionte" - um organismo com amplo limite de tolerância - e " estenobionte» – com um estreito (ver Figura 2.7). Consolas cada- E esteno- utilizado para formar palavras que caracterizam a influência de diversos fatores ambientais, por exemplo, temperatura (estenotérmico - euritérmico), salinidade (estenotérmico - eurialino), alimentação (estenófago - eurifágico), etc.

Figura 2.7. Valência ecológica (plasticidade) das espécies (de acordo com Yu. Odum, 1975)

As zonas de tolerância de indivíduos individuais não coincidem; numa espécie é obviamente mais ampla do que em qualquer um dos indivíduos; Um conjunto dessas características para todos os fatores ambientais que afetam o corpo é chamado espectro ecológico da espécie

Um fator ecológico, cujo valor quantitativo vai além da resistência da espécie, é denominado limitante (limitando). Tal fator limitará a propagação e a atividade vital da espécie mesmo quando os valores quantitativos de todos os outros fatores forem favoráveis.

O conceito de “fator limitante” foi introduzido pela primeira vez em 1840 por J. Liebig, que estabeleceu “ lei do mínimo" : As capacidades vitais de um ecossistema são limitadas por fatores ambientais cuja quantidade e qualidade estão próximas do mínimo exigido pelo ecossistema; a sua redução leva à morte do organismo ou à destruição do ecossistema;

A ideia da influência limitante do máximo, juntamente com o mínimo, foi introduzida por W. Shelford em 1913, que formulou este princípio como « lei da tolerância" : O fator limitante na prosperidade de um organismo (espécie) pode ser um impacto ambiental mínimo ou máximo, cuja faixa determina a resistência (tolerância) do organismo em relação a esse fator.

Agora, a lei da tolerância, formulada por V. Shelford, foi ampliada por uma série de disposições adicionais:

1. Os organismos podem ter uma ampla faixa de tolerância para um fator e uma faixa estreita para outros;

2. Os organismos com ampla tolerância são os mais difundidos;

3. O intervalo de tolerância para um factor ambiental pode depender dos intervalos de tolerância de outros factores ambientais;

4. se os valores de um dos fatores ambientais não forem ideais para o corpo, isso também afeta a faixa de tolerância para outros fatores ambientais que afetam o corpo;

5. Os limites de resistência dependem significativamente do estado do corpo; Assim, os limites de tolerância para organismos durante a época de reprodução ou na fase larval são geralmente mais estreitos do que para adultos;

Vários padrões podem ser identificados ação conjunta fatores ambientais. O mais importante deles:

1. Lei da relatividade dos fatores ambientais – a direção e a intensidade da ação de um fator ambiental dependem das quantidades em que é ingerido e em combinação com quais outros fatores ele atua. Não existem fatores ambientais absolutamente benéficos ou prejudiciais, tudo depende da quantidade: apenas os valores ótimos são favoráveis;

2. Lei da substituibilidade relativa e insubstituibilidade absoluta dos fatores ambientais - a ausência absoluta de qualquer um dos condições obrigatóriasÉ impossível substituir a vida por outros fatores ambientais, mas a deficiência ou excesso de alguns fatores ambientais pode ser compensada pela ação de outros fatores ambientais.

Todos esses padrões são importantes na prática. Assim, a aplicação excessiva de fertilizantes nitrogenados ao solo leva ao acúmulo de nitratos nos produtos agricultura. Ampla aplicação surfactantes contendo fósforo causam rápido desenvolvimento da biomassa de algas e diminuição da qualidade da água. Muitos animais e plantas são muito sensíveis a mudanças nos parâmetros dos fatores ambientais. O conceito de fatores limitantes nos permite compreender muitos consequências negativas atividade humana associado ao impacto inepto ou analfabeto no ambiente natural.

comunidades) entre si e com o seu ambiente. Este termo foi proposto pela primeira vez pelo biólogo alemão Ernst Haeckel em 1869. Surgiu como uma ciência independente no início do século XX, juntamente com a fisiologia, a genética e outras. O campo de aplicação da ecologia são os organismos, populações e comunidades. A ecologia os vê como um componente vivo de um sistema denominado ecossistema. Em ecologia, os conceitos de população – comunidade e ecossistema – têm definições claras.

Uma população (do ponto de vista ecológico) é um grupo de indivíduos da mesma espécie, ocupando um determinado território e, geralmente, de uma forma ou de outra, isolados de outros grupos semelhantes.

Uma comunidade é qualquer grupo de organismos vários tipos, vivendo na mesma área e interagindo entre si por meio de conexões tróficas (alimentares) ou espaciais.

Um ecossistema é uma comunidade de organismos com seu ambiente que interagem entre si e formam uma unidade ecológica.

Todos os ecossistemas da Terra estão unidos na ecosfera. É claro que é absolutamente impossível cobrir toda a biosfera da Terra com pesquisas. Portanto, o ponto de aplicação da ecologia é o ecossistema. No entanto, um ecossistema, como pode ser visto nas definições, consiste em populações, organismos individuais e todos os fatores de natureza inanimada. Com base nisso, são possíveis diversas abordagens diferentes para estudar ecossistemas.

Abordagem ecossistêmica.Na abordagem ecossistêmica, o ecologista estuda o fluxo de energia no ecossistema. Maior interesse em nesse caso representam as relações dos organismos entre si e com o meio ambiente. Esta abordagem permite explicar a complexa estrutura das relações num ecossistema e fornecer recomendações para uma gestão ambiental racional.

Estudando comunidades. Com esta abordagem, a composição de espécies das comunidades e os fatores que limitam a distribuição de espécies específicas são estudados detalhadamente. Neste caso, são estudadas unidades bióticas claramente distinguíveis (prado, floresta, pântano, etc.).
abordagem. O ponto de aplicação desta abordagem, como o nome sugere, é a população.
Estudo de habitat. Nesse caso, estuda-se uma área relativamente homogênea do ambiente onde vive um determinado organismo. Separadamente, como área independente de pesquisa, geralmente não é utilizado, mas dá material necessário entender o ecossistema como um todo.
Deve-se notar que todas as abordagens acima devem idealmente ser usadas em combinação, mas em momento presente isso é praticamente impossível devido à escala significativa dos objetos em estudo e ao número limitado de pesquisadores de campo.

A ecologia como ciência utiliza uma variedade de métodos de pesquisa para obter informações objetivas sobre o funcionamento dos sistemas naturais.

Métodos de pesquisa ambiental:

• observação
• experimentar
• contagem populacional
• método de modelagem

1. Fatores abióticos. Esta categoria de fatores inclui todos os fatores físicos e características químicas ambiente. São eles a luz e a temperatura, a umidade e a pressão, a química da água, da atmosfera e do solo, a natureza do relevo e a composição das rochas e as condições do vento. O grupo mais potente de fatores é unido como climático fatores. Dependem da latitude e da posição dos continentes. Existem muitos fatores secundários. A latitude tem o maior efeito na temperatura e no fotoperíodo. A posição dos continentes é a razão da secura ou umidade do clima. As regiões internas são mais secas que as periféricas, o que influencia muito na diferenciação de animais e plantas nos continentes. Regime de ventos como um dos componentes os fatores climáticos desempenham um papel extremamente importante na formação das formas de vida das plantas.

O clima global é o clima do planeta que determina o funcionamento e Biodiversidade da biosfera. O clima regional é o clima dos continentes e oceanos, bem como das suas grandes subdivisões topográficas. Clima local – clima dos subordinados estruturas sociogeográficas paisagísticas regionais: clima de Vladivostok, clima da bacia do rio Partizanskaya. Microclima (debaixo de uma pedra, fora de uma pedra, um bosque, uma clareira).

Os fatores climáticos mais importantes: luz, temperatura, umidade.

Luzé a fonte de energia mais importante do nosso planeta. Se para os animais a luz é inferior em importância à temperatura e à umidade, então para as plantas fotossintéticas ela é a mais importante.

A principal fonte de luz é o Sol. As principais propriedades da energia radiante como fator ambiental são determinadas pelo comprimento de onda. A radiação inclui luz visível, raios ultravioleta e infravermelho, ondas de rádio e radiação penetrante.

Vermelho-alaranjado, azul-violeta e raios ultravioleta. Os raios verde-amarelos são refletidos pelas plantas ou absorvidos em pequenas quantidades. Os raios refletidos dão às plantas sua cor verde. Os raios ultravioleta têm um efeito químico nos organismos vivos (alteram a velocidade e a direção das reações bioquímicas) e os raios infravermelhos têm um efeito térmico.

Muitas plantas têm uma resposta fototrópica à luz. Tropismo- este é o movimento direcional e orientação das plantas, por exemplo, um girassol “segue” o sol.

Além da qualidade dos raios de luz ótimo valor tem também a quantidade de luz que incide sobre a planta. A intensidade da iluminação depende da latitude geográfica da área, da estação do ano, da hora do dia, da nebulosidade e da poeira local da atmosfera. A dependência da energia térmica da latitude mostra que a luz é um dos fatores climáticos.

A vida de muitas plantas depende do fotoperíodo. O dia dá lugar à noite e as plantas param de sintetizar clorofila. O dia polar é substituído pela noite polar e as plantas e muitos animais param de funcionar ativamente e congelam (hibernação).

Em relação à luz, as plantas são divididas em três grupos: amantes da luz, amantes da sombra e tolerantes à sombra. Fotófilo Eles podem se desenvolver normalmente apenas com iluminação suficiente, não toleram ou não toleram nem mesmo um leve escurecimento; Amante da sombra encontrado apenas em áreas sombreadas e nunca em condições de muita luz. Tolerante à sombra as plantas são caracterizadas por uma ampla amplitude ecológica em relação ao fator luz.

Temperaturaé um dos fatores climáticos mais importantes. O nível e a intensidade do metabolismo, da fotossíntese e de outros processos bioquímicos e fisiológicos dependem disso.

A vida na Terra existe em uma ampla faixa de temperaturas. A faixa de temperatura mais aceitável para a vida é de 0 0 a 50 0 C. Para a maioria dos organismos, essas temperaturas são letais. Exceções: muitos animais do norte, onde há mudança de estação, são capazes de resistir ao inverno temperaturas abaixo de zero. As plantas são capazes de suportar temperaturas abaixo de zero no inverno, quando sua atividade ativa é interrompida. Em condições experimentais, algumas sementes, esporos e pólen de plantas, nematóides, rotíferos, cistos de protozoários toleraram temperaturas de -190 0 C e até - 273 0 C. Mas ainda assim, a maioria das criaturas vivas são capazes de viver em temperaturas entre 0 e 50 0 C. Isso determina as propriedades das proteínas e a atividade enzimática. Uma das adaptações para suportar temperaturas desfavoráveis ​​é anabiose– suspensão dos processos vitais do corpo.

Pelo contrário, em países quentes, as temperaturas bastante elevadas são a norma. São conhecidos vários microrganismos que podem viver em fontes com temperaturas acima de 70 0 C. Os esporos de algumas bactérias podem resistir ao aquecimento de curto prazo de até 160–180 0 C.

Organismos euritérmicos e estenotérmicos– organismos cujo funcionamento está associado a gradientes de temperatura amplos e estreitos, respetivamente. O ambiente abissal (0˚) é o ambiente mais constante.

Zoneamento biogeográfico(zonas árticas, boreais, subtropicais e tropicais) determina em grande parte a composição das biocenoses e ecossistemas. Um análogo da distribuição climática baseada no fator latitudinal podem ser as zonas montanhosas.

De acordo com a proporção entre temperaturas e temperaturas corporais do animal ambiente os organismos são divididos em:

– poiquilotérmico os organismos são de água fria com temperaturas variáveis. A temperatura corporal aproxima-se da temperatura ambiente;

– homeotérmico– organismos de sangue quente com temperatura interna relativamente constante. Esses organismos apresentam grandes vantagens no uso do meio ambiente.

Em relação ao fator temperatura, as espécies são divididas nos seguintes grupos ecológicos:

espécies que preferem o frio são criófilos E criófitas.

tipos com atividade ideal na área altas temperaturas consulte termófilos E termófitas.

Umidade. Todos os processos bioquímicos nos organismos ocorrem em um ambiente aquático. A água é necessária para manter a integridade estrutural das células em todo o corpo. Está diretamente envolvido no processo de formação dos produtos primários da fotossíntese.

A umidade é determinada pela quantidade de precipitação. A distribuição da precipitação depende da latitude geográfica, da proximidade de grandes massas de água e do terreno. A quantidade de precipitação é distribuída de forma desigual ao longo do ano. Além disso, é necessário levar em consideração a natureza da precipitação. A garoa do verão hidrata melhor o solo do que a chuva, transportando jatos de água que não têm tempo de penetrar no solo.

As plantas que vivem em áreas com diferentes disponibilidades de umidade adaptam-se de maneira diferente à falta ou ao excesso de umidade. A regulação do equilíbrio hídrico no corpo das plantas em regiões áridas é realizada devido ao desenvolvimento de um poderoso sistema radicular e ao poder de sucção das células radiculares, bem como à diminuição da superfície de evaporação. Muitas plantas perdem folhas e até brotos inteiros (saxaul) durante o período de seca, às vezes ocorre redução parcial ou mesmo total das folhas; Uma adaptação peculiar ao clima seco é o ritmo de desenvolvimento de algumas plantas. Assim, as efêmeras, aproveitando a umidade da primavera, conseguem germinar em muito pouco tempo (15-20 dias), desenvolver folhas, florescer e formar frutos e sementes com o início da seca morrem; A capacidade de muitas plantas de acumular umidade em seus órgãos vegetativos – folhas, caules, raízes – também ajuda a resistir à seca..

Em relação à umidade, distinguem-se os seguintes grupos ecológicos de plantas. Hidrófitas, ou hidrobiontes, são plantas para as quais a água é o seu ambiente de vida.

Higrófitas- plantas que vivem em locais onde o ar está saturado de vapor de água e o solo contém muita umidade líquida em gotículas - em prados inundados, pântanos, em locais úmidos e sombreados em florestas, nas margens de rios e lagos. As higrófitas evaporam muita umidade devido aos estômatos, que geralmente estão localizados em ambos os lados da folha. As raízes são pouco ramificadas e as folhas são grandes.

Mesófitos– plantas de habitats moderadamente úmidos. Estes incluem gramíneas, todos árvores decíduas, muitas colheitas, vegetais, frutas e bagas. Eles têm um sistema radicular bem desenvolvido, folhas grandes com estômatos de um lado.

Xerófitas- plantas que se adaptaram à vida em locais de clima árido. São comuns em estepes, desertos e semidesertos. As xerófitas são divididas em dois grupos: suculentas e esclerófitas.

Suculentas(de lat. suculenta- suculento, gorduroso, grosso) - isto é perenes com caules ou folhas carnudas e suculentas nas quais a água é armazenada.

Esclerófitas(do grego esclero– duro, seco) – são festuca, capim, saxaul e outras plantas. Suas folhas e caules não contêm água, parecem bastante secos, devido à grande quantidade tecido mecânico, suas folhas são duras e resistentes.

Outros fatores também podem ser importantes na distribuição das plantas, por ex. natureza e propriedades do solo. Assim, existem plantas para as quais o fator ambiental determinante é o teor de sal no solo. Esse halófitas. Um grupo especial é formado por amantes dos solos calcários - calcifilos. As mesmas espécies “associadas ao solo” são plantas que vivem em solos contendo metais pesados.

Os fatores ambientais que influenciam a vida e a distribuição dos organismos também incluem a composição e o movimento do ar, a natureza do relevo e muitos, muitos outros.

A base da seleção intraespecífica é a luta intraespecífica. É por isso que, como acreditava Charles Darwin, nascem mais organismos jovens do que atingem a idade adulta. Ao mesmo tempo, a predominância do número de organismos nascidos sobre o número de organismos que sobrevivem até a maturidade compensa a alta taxa de mortalidade nos estágios iniciais de desenvolvimento. Portanto, conforme observado por S.A. Severtsov, a magnitude da fertilidade está relacionada à persistência da espécie.

Assim, as relações intraespecíficas visam a reprodução e dispersão das espécies.

No mundo dos animais e das plantas existe grande número dispositivos que facilitem o contato entre indivíduos ou, inversamente, evitem sua colisão. Essas adaptações mútuas dentro de uma espécie foram chamadas de S.A. Severtsov congruências . Assim, como resultado de adaptações mútuas, os indivíduos apresentam morfologia, ecologia e comportamento característicos que garantem o encontro dos sexos, o sucesso do acasalamento, a reprodução e a criação da prole. Cinco grupos de congruências foram estabelecidos:

– embriões ou larvas e indivíduos parentais (marsupiais);

– indivíduos de sexos diferentes (aparelho genital masculino e feminino);

– indivíduos do mesmo sexo, principalmente do sexo masculino (chifres e dentes dos machos, usados ​​em brigas pela fêmea);

– irmãos e irmãs da mesma geração em relação ao estilo de vida de rebanho (pontos que facilitam a orientação na fuga);

– indivíduos polimórficos em insetos coloniais (especialização dos indivíduos para desempenhar determinadas funções).

A integridade da espécie também se expressa na unidade da população reprodutora, na homogeneidade da sua composição química e na unidade do seu impacto no meio ambiente.

Canibalismo– este tipo de relações intraespecíficas não é incomum em ninhadas de aves de rapina e animais. Os mais fracos são geralmente destruídos pelos mais fortes e, às vezes, pelos pais.

Autodrenagem populações de plantas. A competição intraespecífica influencia o crescimento e a distribuição da biomassa nas populações de plantas. À medida que os indivíduos crescem, aumentam de tamanho, as suas necessidades aumentam e, como resultado, aumenta a competição entre eles, o que leva à morte. O número de indivíduos sobreviventes e a sua taxa de crescimento dependem da densidade populacional. Uma diminuição gradual na densidade de indivíduos em crescimento é chamada de autodesbaste.

Um fenômeno semelhante é observado nas plantações florestais.

Relações interespécies. As formas e tipos de relacionamentos interespecíficos mais importantes e frequentes podem ser chamados de:

Concorrência. Esse tipo de relacionamento determina Regra de Gause. De acordo com esta regra, duas espécies não podem ocupar simultaneamente o mesmo nicho ecológico e, portanto, necessariamente deslocar-se uma à outra. Por exemplo, o abeto substitui a bétula.

Alelopatia- este é o efeito químico de algumas plantas sobre outras através da liberação de substâncias voláteis. Os portadores de ação alelopática são substâncias ativas – Colin. Devido à influência dessas substâncias, o solo pode ser envenenado, a natureza de muitos processos fisiológicos pode mudar e, ao mesmo tempo, as plantas se reconhecem por meio de sinais químicos.

Mutualismo– um grau extremo de associação entre espécies em que cada uma beneficia da sua associação com a outra. Por exemplo, plantas e bactérias fixadoras de nitrogênio; cogumelos e raízes de árvores.

Comensalismo– forma de simbiose em que um dos sócios (comensal) utiliza o outro (o proprietário) para regular os seus contactos com o meio externo, mas não estabelece relações estreitas com ele. O comensalismo é amplamente desenvolvido nos ecossistemas de recifes de coral - isto é habitação, proteção (os tentáculos das anêmonas do mar protegem os peixes), vivendo no corpo de outros organismos ou em sua superfície (epífitas).

Predação- é uma forma de obtenção de alimento pelos animais (menos frequentemente plantas), na qual capturam, matam e comem outros animais. A predação ocorre em quase todos os tipos de animais. Durante a evolução, os predadores desenvolveram-se bem sistema nervoso e órgãos sensoriais que permitem detectar e reconhecer presas, bem como meios de capturar, matar, comer e digerir presas (garras retráteis afiadas em gatos, glândulas venenosas de muitos aracnídeos, células urticantes de anêmonas do mar, enzimas que quebram proteínas , etc.). A evolução de predadores e presas ocorre em conjunto. Durante este processo, os predadores melhoram os seus métodos de ataque e as vítimas melhoram os seus métodos de defesa.

Um fator ambiental é qualquer condição ambiental que pode ter um impacto direto ou indireto sobre um organismo vivo, pelo menos em um de seus estágios. desenvolvimento individual. O corpo reage aos fatores ambientais com reações adaptativas específicas.

Os fatores ambientais são divididos em duas categorias:

Abióticos – fatores de natureza inanimada (gr. “bios” – vida);

Biótico – fatores da natureza viva.

Os fatores abióticos são divididos em os seguintes grupos:

Climático: luz, temperatura, umidade, movimento do ar, pressão;

Edafogênico (“edaphos” - solo): estado mecânico do solo, capacidade de umidade, permeabilidade ao ar, densidade;

Orográfico (gr. “oros” - montanha): relevo, altura acima do nível do mar, exposição de encosta;

Química: composição gasosa do ar, estado salino da água, concentração, acidez e composição das soluções do solo.

Os fatores bióticos são entendidos como a totalidade das influências da atividade vital de alguns organismos sobre outros. As interações entre plantas e animais são extremamente diversas. As interações diretas são a influência direta de um organismo sobre outro. Interações indiretas são mudanças em fatores abióticos que afetam outros organismos.

Do ponto de vista ecológico geral, todos os organismos são necessários uns aos outros. Em condições naturais, nenhuma espécie procura destruir completamente outra espécie. A pessoa deve levar tudo isso em consideração ao planejar a interação entre a natureza e o homem.

Os fatores bióticos são divididos em grupos:

Fitogênico, causado pela exposição organismos vegetais;

Zoogênica, causada pela exposição a organismos animais;

Microbiogênico – exposição a vírus, bactérias, protozoários;

Antropogênico – impacto humano.

Existem outras classificações de fatores ambientais, por exemplo, podemos distinguir fatores que dependem e não dependem do número de indivíduos da população. Os organismos podem ser divididos em áreas de habitat. Significado especial tem uma divisão de fatores ambientais em permanentes e periódicos. Adaptação, ou seja, a adaptação só é possível a fatores ambientais periódicos.

Principais fatores abióticos:

1. Energia radiante do sol. 99% do que vem para a Terra energia solar transportam raios ultravioleta, visíveis e infravermelhos. Além disso, os raios ultravioleta representam 7%, raios visíveis– 48%, infravermelho – 45% de energia. O equilíbrio térmico do planeta é mantido radiação infravermelha. As plantas usam raios laranja-vermelho e ultravioleta para a fotossíntese.

Os organismos vivos têm ciclos diários de atividade associados à mudança do dia e da noite. A quantidade de energia solar depende da duração do dia, do ângulo de incidência e da transparência do ar. A neve recém-caída reflete até 95% radiação solar, neve contaminada - até 45-50%, solo preto - até 5% raios solares, florestas de coníferas– 10-15%, solo leve – 35-45%.

2. Fatores abióticos da atmosfera. Umidade ar atmosférico. As camadas inferiores da atmosfera são as mais ricas em umidade. A camada de ar até uma altura de 1,5 km contém aproximadamente 50% de toda a umidade atmosférica. O déficit de umidade é a diferença entre a saturação máxima e a saturação dada. A deficiência de umidade é um importante fator ambiental, pois caracteriza dois parâmetros ao mesmo tempo: temperatura do ar T e sua umidade C. Quanto maior o déficit de umidade, mais quente fica. A análise da dinâmica da deficiência de umidade permite prever diversos fenômenos no mundo dos organismos animais.

A precipitação é o resultado da condensação do vapor de água atmosférico. Os padrões de precipitação são o fator mais importante que regula a migração de poluentes na atmosfera.

A composição da atmosfera é relativamente constante. Somente nas últimas décadas a concentração de nitrogênio, enxofre e óxidos de carbono aumentou. A composição da atmosfera muda com o aumento da altitude acima do nível do mar. Há um aumento no conteúdo de gases leves, como hidrogênio e hélio.

O movimento das massas de ar ocorre devido ao aquecimento desigual da superfície terrestre. O vento carrega impurezas do ar atmosférico. Anticiclone - área pressão alta ar que tende a escapar para áreas de menor pressão.

3. Fatores abióticos de cobertura do solo. Estes incluem a composição mecânica do solo, permeabilidade à água, capacidade de reter umidade, possibilidade de penetração de raízes, etc.

Todos os horizontes do solo são uma mistura de compostos orgânicos e minerais. Mais de 50% da composição mineral do solo é composta por óxidos de silício SiO 2. A parte restante do solo consiste nos seguintes óxidos: 1-25% Al 2 Ó 3 ; 1-10 % FeO; 0,1-5,0 % MgO, K 2 Ó, P 2 Ó 5 , CaO. As substâncias orgânicas entram no solo com os resíduos vegetais. No solo, esses resíduos são destruídos (mineralizados) ou tornam-se mais complexos. composto orgânico: húmus ou húmus

Vários processos associados à vida das bactérias ocorrem no solo. Existem muitos deles e suas funções são variadas. Algumas bactérias participam de ciclos de transformação de um elemento ( R), outras bactérias processam compostos de vários elementos ( COM, Sá etc).

As plantas usam minerais do solo para construir caules ou troncos, galhos e folhas. As perdas de minerais do solo são geralmente repostas fertilizantes minerais. As plantas só podem usar esses fertilizantes depois que os micróbios os converterem em uma forma biologicamente acessível. O maior número de microrganismos é encontrado nas camadas do solo até 40 cm de profundidade.

Na indústria, o solo é usado para limpeza águas residuais em campos de irrigação e campos de filtração. Substâncias orgânicas nocivas são oxidadas com a participação ativa da flora e fauna do solo.

4. Fatores abióticos do ambiente aquático. Estes são densidade, viscosidade, mobilidade, concentração de oxigênio dissolvido, estratificação de temperatura, ou seja, mudança de temperatura com profundidade. A temperatura da água varia em uma faixa relativamente estreita de 2 a 37 °C. A dinâmica das flutuações da temperatura da água é muito menor que a do ar.

Um fator importante é a salinidade da água. Na água doce, os sais apresentam-se na forma de carbonatos, em água do mar– cloretos e parcialmente sulfatos. O teor de sal no oceano aberto é de 35 g por 1 litro de água, no Mar Negro - 19 g/l, no Mar Cáspio - 14 g/l. A poluição da água proveniente de águas residuais industriais altera o pH da água, o que leva à morte de organismos aquáticos (organismos aquáticos) ou à substituição de algumas espécies por outras.

Um fator ambiental é uma condição de vida que afeta o corpo. O ambiente inclui todos os corpos e fenômenos com os quais o organismo mantém relações diretas ou indiretas.

O mesmo fator ambiental tem significados diferentes na vida dos organismos co-vivos. Por exemplo, o regime salino do solo desempenha um papel fundamental na nutrição mineral das plantas, mas é indiferente à maioria dos animais terrestres. A intensidade da iluminação e a composição espectral da luz são extremamente importantes na vida das plantas fototróficas, e na vida dos organismos heterotróficos (fungos e animais aquáticos), a luz não tem um efeito perceptível na sua atividade vital.

Fatores ambientais afetam os organismos de diferentes maneiras. Podem atuar como irritantes que causam alterações adaptativas nas funções fisiológicas; como limitadores que tornam impossível a existência de certos organismos sob determinadas condições; como modificadores que determinam alterações morfológicas e anatômicas nos organismos.

Classificação dos fatores ambientais

É costume distinguir entre fatores ambientais bióticos, antropogênicos e abióticos.

Fatores bióticos são todo o conjunto de fatores ambientais associados às atividades dos organismos vivos. Estes incluem fatores fitogênicos (plantas), zoogênicos (animais) e microbiogênicos (microrganismos).

Fatores antropogênicos são todos os muitos fatores associados às atividades humanas. Estes incluem físicos (o uso de energia nuclear, viagens em trens e aviões, a influência de ruído e vibração, etc.), químicos (o uso de fertilizantes minerais e pesticidas, poluição das conchas da Terra com resíduos industriais e de transporte; fumo, consumo de álcool e drogas, uso excessivo de medicamentos). meios [fonte não especificada 135 dias]), biológicos (alimentos; organismos para os quais uma pessoa pode ser um habitat ou fonte de nutrição), sociais (relacionados às relações entre as pessoas e a vida em fatores da sociedade).

Fatores abióticos são todos os muitos fatores associados a processos na natureza inanimada. Estes incluem climáticos (temperatura, umidade, pressão), edafogênicos (composição mecânica, permeabilidade ao ar, densidade do solo), orográficos (relevo, altitude acima do nível do mar), químicos (composição gasosa do ar, composição salina da água, concentração, acidez), físico (ruído, campos magnéticos, condutividade térmica, radioatividade, radiação cósmica)

Classificação frequentemente encontrada de fatores ambientais (fatores ambientais)

POR TEMPO: evolutivo, histórico, atual

POR PERIODICIDADE: periódico, não periódico

ORDEM DE APARÊNCIA: primário, secundário

POR ORIGEM: cósmica, abiótica (também abiogênica), biogênica, biológica, biótica, antropogênica natural, antropogênica (incluindo poluição ambiental provocada pelo homem), antrópica (incluindo perturbações)

POR MEIO AMBIENTE: atmosférico, aquático (também conhecido como umidade), geomorfológico, edáfico, fisiológico, genético, populacional, biocenótico, ecossistema, biosfera

POR PERSONAGEM: material-energético, físico (geofísico, térmico), biogênico (também biótico), informativo, químico (salinidade, acidez), complexo (ecológico, evolutivo, formador de sistemas, geográfico, climático)

POR OBJETO: indivíduo, grupo (social, etológico, socioeconômico, sociopsicológico, espécie (incluindo vida humana, social)

DE ACORDO COM AS CONDIÇÕES AMBIENTAIS: dependente da densidade, independente da densidade

POR GRAU DE IMPACTO: letal, extremo, limitante, perturbador, mutagênico, teratogênico; cancerígeno

SEGUNDO O ESPECTRO DE IMPACTO: ação seletiva e geral

3. Padrões de ação dos fatores ambientais no corpo

A resposta dos organismos à influência de fatores abióticos. O impacto dos fatores ambientais em um organismo vivo é muito diverso. Alguns factores têm uma influência mais forte, outros têm um efeito mais fraco; alguns influenciam todos os aspectos da vida, outros influenciam um processo de vida específico. No entanto, pela natureza do seu impacto no corpo e nas respostas dos seres vivos, podem ser identificados vários padrões gerais que se enquadram num certo esquema geral de ação de um fator ambiental na atividade vital do organismo (Fig. 14.1).

Na Fig. 14.1, o eixo das abcissas mostra a intensidade (ou “dose”) do fator (por exemplo, temperatura, iluminação, concentração de sal na solução do solo, pH ou umidade do solo, etc.), e o eixo das ordenadas mostra a resposta do corpo a o impacto do fator ambiental em sua expressão quantitativa (por exemplo, intensidade da fotossíntese, respiração, taxa de crescimento, produtividade, número de indivíduos por unidade de área, etc.), ou seja, o grau de beneficência do fator.

O alcance de ação de um fator ambiental é limitado pelos correspondentes valores limite extremos (pontos mínimo e máximo) nos quais a existência de um organismo ainda é possível. Esses pontos são chamados de limites inferior e superior de resistência (tolerância) dos seres vivos em relação a um fator ambiental específico.

O ponto 2 no eixo x, correspondente aos melhores indicadores da atividade vital do corpo, significa o valor mais favorável do fator de influência para o corpo - este é o ponto ideal. Para a maioria dos organismos, muitas vezes é difícil determinar o valor ideal de um fator com precisão suficiente, por isso é costume falar sobre a zona ótima. As seções extremas da curva, expressando o estado de opressão dos organismos com acentuada deficiência ou excesso de um fator, são chamadas de áreas de pessimum ou estresse. Perto dos pontos críticos existem valores subletais do fator, e fora da zona de sobrevivência são letais.

Este padrão de reação dos organismos à influência dos fatores ambientais permite-nos considerá-lo como um princípio biológico fundamental: para cada espécie de plantas e animais existe um ótimo, uma zona de atividade vital normal, zonas pessimais e limites de resistência em relação para cada fator ambiental.

Diferentes tipos de organismos vivos diferem marcadamente uns dos outros tanto na posição ideal quanto nos limites de resistência. Por exemplo, as raposas árticas na tundra podem tolerar flutuações na temperatura do ar na faixa de cerca de 80°C (de +30 a -55°C), alguns crustáceos de água quente podem suportar mudanças na temperatura da água na faixa de não mais acima de 6°C (de 23 a 29°C), a cianobactéria filamentosa oscillatorium, que vive na ilha de Java em água com temperatura de 64°C, morre a 68°C em 5-10 minutos. Da mesma forma, algumas gramíneas preferem solos com uma faixa bastante estreita de acidez - em pH = 3,5-4,5 (por exemplo, urze comum, urze comum e azeda pequena servem como indicadores de solos ácidos), outras crescem bem ao longo de um ampla faixa de pH - de fortemente ácido a alcalino (por exemplo, pinheiro silvestre). A este respeito, organismos cuja existência requer condições ambientais estritamente definidas e relativamente constantes são chamados de stenobiontes (stenos grego - estreito, bion - vivo), e aqueles que vivem em uma ampla gama de variabilidade nas condições ambientais são chamados eurybiontes (eurys grego - amplo ). Neste caso, organismos da mesma espécie podem ter uma amplitude estreita em relação a um fator e uma ampla amplitude em relação a outro (por exemplo, adaptabilidade a uma faixa estreita de temperaturas e a uma ampla faixa de salinidade da água). Além disso, a mesma dose de um fator pode ser ótima para uma espécie, pessimal para outra e além dos limites de resistência para uma terceira.

A capacidade dos organismos de se adaptarem a uma certa gama de variabilidade nos fatores ambientais é chamada de plasticidade ecológica. Esta característica é uma das propriedades mais importantes de todos os seres vivos: ao regular a sua atividade vital de acordo com as mudanças nas condições ambientais, os organismos adquirem a capacidade de sobreviver e deixar descendentes. Isso significa que os organismos euribiontes são ecologicamente os mais plásticos, o que garante sua ampla distribuição, enquanto os organismos estenobiontes, ao contrário, são caracterizados por uma fraca plasticidade ecológica e, como resultado, geralmente possuem áreas de distribuição limitadas.

Interação de fatores ambientais. Fator limitante. Fatores ambientais afetam um organismo vivo de forma conjunta e simultânea. Além disso, o efeito de um factor depende da força com que e em que combinação outros factores actuam simultaneamente. Esse padrão é chamado de interação de fatores. Por exemplo, o calor ou a geada são mais fáceis de suportar no ar seco do que no ar úmido. A taxa de evaporação da água das folhas das plantas (transpiração) é muito maior se a temperatura do ar estiver alta e o tempo estiver ventoso.

Em alguns casos, a deficiência de um fator é parcialmente compensada pelo fortalecimento de outro. O fenômeno da intercambialidade parcial dos efeitos dos fatores ambientais é denominado efeito de compensação. Por exemplo, o murchamento das plantas pode ser interrompido aumentando a quantidade de umidade no solo e diminuindo a temperatura do ar, o que reduz a transpiração; nos desertos, a falta de precipitação é compensada até certo ponto pelo aumento da umidade relativa à noite; No Ártico, as longas horas do dia no verão compensam a falta de calor.

Ao mesmo tempo, nenhum dos fatores ambientais necessários ao corpo pode ser completamente substituído por outro. A ausência de luz torna a vida vegetal impossível, apesar das combinações mais favoráveis ​​de outras condições. Portanto, se o valor de pelo menos um dos factores ambientais vitais se aproximar valor crítico ou ultrapassa seus limites (abaixo do mínimo ou acima do máximo), então, apesar da combinação ótima de outras condições, os indivíduos ficam ameaçados de morte. Tais fatores são chamados de fatores limitantes.

A natureza dos fatores limitantes pode variar. Por exemplo, a supressão de plantas herbáceas sob a copa das florestas de faias, onde, com condições térmicas óptimas, aumento do teor de dióxido de carbono e solos ricos, as possibilidades de desenvolvimento de gramíneas são limitadas pela falta de luz. Este resultado só pode ser alterado influenciando o fator limitante.

Fatores ambientais limitantes determinam a distribuição geográfica de uma espécie. Assim, o movimento das espécies para o norte pode ser limitado pela falta de calor, e para áreas de desertos e estepes secas - pela falta de umidade ou temperaturas muito altas. As relações bióticas também podem servir como fator limitante da distribuição dos organismos, por exemplo, a ocupação de um território por um competidor mais forte ou a falta de polinizadores para plantas com flores.

Identificar factores limitantes e eliminar os seus efeitos, ou seja, optimizar o habitat dos organismos vivos, é um objectivo prático importante para aumentar o rendimento das culturas agrícolas e a produtividade dos animais domésticos.

O limite de tolerância (lat. tolerario - paciência) é a faixa de um fator ambiental entre os valores mínimo e máximo, dentro da qual a sobrevivência do organismo é possível.

4. A lei do fator limitante (limitante) ou lei do mínimo de Liebig é uma das leis fundamentais da ecologia, que afirma que o fator que mais se desvia de seu valor ótimo é o mais significativo para o organismo. Portanto, ao prever as condições ambientais ou realizar exames, é muito importante determinar o elo mais fraco da vida dos organismos.

É desse fator ambiental minimamente (ou maximamente) representado em um determinado momento que depende a sobrevivência do organismo. Outras vezes, outros fatores podem ser limitantes. Durante suas vidas, os indivíduos das espécies encontram uma variedade de limitações em suas atividades vitais. Assim, o fator que limita a propagação dos cervos é a profundidade da cobertura de neve; mariposas da lagarta de inverno (uma praga das plantações de vegetais e grãos) - temperatura de inverno etc.

Esta lei é levada em consideração na prática agrícola. O químico alemão Justus Liebig estabeleceu que a produtividade das plantas cultivadas depende, antes de tudo, de nutriente(elemento mineral), que está menos representado no solo. Por exemplo, se o fósforo no solo for apenas 20% da norma exigida e o cálcio for 50% da norma, então o fator limitante será a falta de fósforo; É necessário, em primeiro lugar, adicionar fertilizantes contendo fósforo ao solo.

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