Влияние на животных факторов неживой природы (абиотических). Растения и факторы неживой природы

Пояснение.

Регулярность и неизменная повторяемость из года в год изменения длины светового дня позволила организмам в ходе эволюции согласовывать свои важнейшие жизненные процессы с ритмом этих временных интервалов. Под фотопериодическим контролем находятся практически все метаболические процессы, связанные с ростом, развитием, жизнедеятельностью и размножением растений и животных. Сезонная ритмика у животных наиболее ярко проявляется в смене оперения у птиц и шерсти у млекопитающих, периодичности размножения и миграции, зимних спячках некоторых животных и т. д.

Известно, что наиболее благоприятное время для появления потомства у животных - это время года, когда вокруг достаточное количество корма. Так, яичники и семенники голубя вяхиря начинают созревать, когда продолжительность дня превышает 12 ч, т. е. способности размножаться он, таким образом, достигает к маю. Сизому же голубю для созревания половых желез требуется 9-часовой световой день, поэтому эта птица готова к спариванию 2−3 раза в год. Различие в сроках размножения объясняется тем, что вяхирь питается главным образом зерном поздно созревающих злаков, а сизый голубь - имеющимися повсюду в изобилии семенами сорняков. В то же время городской голубь обильную пищу находит в уличных отбросах практически в любую пору года, поэтому у него нет предпочтительного времени размножения. Аналогичная ситуация встречается и у других одомашненных животных.

Подобная фотопериодическая регуляция времени появления на свет нового потомства характерна и для большей части млекопитающих. Кроме животных с длиннодневным типом ФПР (наиболее распространенных), встречаются и животные с коротко-дневным типом ФПР. При этом преимущество имеют те, у которых беременность продолжается длительное время, а потомство рождается от весеннего спаривания задолго до наступления осенних холодов. Например, у коз и овец плод развивается 5−6 месяцев, а у оленей и косуль - около 9 месяцев и спаривание происходит в конце лета или осенью. Увеличение размеров половых желез и их полное созревание у них начинаются с наступлением коротких дней. Так, спаривание у косуль происходит в июле-августе, но оплодотворенная яйцеклетка не внедряется в слизистую оболочку матки и не развивается. То и другое совершается лишь во второй половине декабря, и потомство появляется на свет в мае, когда вокруг изобилие свежих зеленых растений. Замедленное внедрение оплодотворенной яйцеклетки наблюдается также у тюленей, медведей, барсука и некоторых сумчатых.

Правильный ответ указан под номером 4.

Экология - одна из основных составляющих биологии, которая изучает взаимодействие окружающей среды с организмами. Среда включает в себя разные факторы Они могут быть как физическими, так и химическими. В числе первых можно назвать температуру воздуха, солнечные лучи, воду, структуру почвы и толщину ее слоя. К факторам неживой природы относятся также составы почвы, воздуха и растворяющихся в воде веществ. Кроме того, существуют еще и биологические факторы - организмы, которые обитают в такой местности. Об экологии впервые стали говорить в 60-х годах прошлого века, возникла она из такой дисциплины, как естественная история, котоая занималась наблюдениями за организмами и их описанием. Далее в статье будут описаны различные явления, формирующие окружающую среду. Выясним также, что такое факторы неживой природы.

Общая информация

Для начала определим, почему организмы обитают именно в определенных местах. Этим вопросом задались натуралисты во время исследования земного шара, когда они составляли список всех живых существ. Тогда было выявлено две характерные черты, которые наблюдались по всей территории. Первая - в каждой новой области определяются новые виды, которые не обнаруживались ранее. Они пополняют список официально зарегистрированных. Второе - независимо от растущего числа видов, существует несколько основных типов организмов, которые сосредоточены в одном месте. Так, биомы - это крупные сообщества, которые обитают на суше. Каждая группа имеет свою структуру, в которой доминирует растительность. Но почему в разных частях земного шара, даже находящихся на огромном расстоянии друг от друга, можно встретить похожие группы организмов? Давайте разбираться.

Человек

В Европе и Америке бытует мнение, что человек создан, чтобы покорять природу. Но на сегодняшний день стало ясно, что люди - составляющая часть среды обитания, а не наоборот. Поэтому общество выживет только в том случае, если будет жива природа (растения, бактерии, грибы и животные). Главной задачей человечества является сохранение экосистемы Земли. Но для того, чтобы решить, как не следует поступать, нам необходимо изучить законы взаимодействия организмов. Факторы неживой природы имеют особое значение в жизни человека. Например, ни для кого не секрет, как важна солнечная энергия. Она обеспечивает стабильное протекание многих процессов в растениях, в том числе и культурных. Их выращивает человек, обеспечивая себя едой.

неживой природы

В областях, которые имеют неизменный климат, обитают биомы одного типа. Какие факторы неживой природы вообще существуют? Выясним это. Растительность определяется за счет климата, а облик сообщества - за счет растительности. Фактором неживой природы является солнце. Рядом с экватором лучи вертикально падают на землю. За счет этого тропические растения получают больше ультрафиолета. Интенсивность лучей, которые падают в высоких широтах Земли, слабее, нежели вблизи экватора.

Солнце

Необходимо заметить, что за счет наклона земной оси в разных областях температура воздуха меняется. Кроме тропиков. Солнце отвечает за температуру среды. Например, за счет вертикальных лучей, в тропических областях постоянно держится жара. В таких условиях рост растений ускоряется. На видовое разнообразие той или иной территории оказывают влияние температурные колебания.

Влажность

Факторы неживой природы взаимосвязаны друг с другом. Так, влажность зависит от количества полученного ультрафиолета и от температуры. Теплый воздух сохраняет водяные пары лучше, нежели холодный. Во время охлаждения воздуха, 40 % влаги конденсируется, опускаясь на землю в виде росы, снега либо дождя. В области экватора теплые воздушные потоки поднимаются, прореживаются, а затем охлаждаются. В результате этого на некоторых территориях, которые расположены вблизи экватора, осадки выпадают в огромном количестве. Примерами можно считать бассейн Амазонки, который находится в Южной Америке, и бассейн в Африке. За счет большого количества осадков здесь существуют тропические леса. В областях, где воздушные массы рассасываются к северу и югу одновременно, и воздух, охлаждаясь, вновь опускается на землю, протянулись пустыни. Далее к северу и к югу, в широтах США, Азии и Европы, постоянно меняется погода - за счет сильных ветров (иногда со стороны тропиков, а иногда - с полярной, холодной стороны).

Почва

Третьим фактором неживой природы является почва. Она имеет сильное воздействие на распределение организмов. Она формируется на основе разрушенной коренной породы с добавлением органических веществ (мертвых растений). Если отсутствует необходимое количество минералов, растение будет плохо развиваться, в дальнейшем может вовсе умереть. Почва имеет особое значение в сельскохозяйственной деятельности человека. Как известно, люди выращивают различные культуры, которые затем употребляют в пищу. Если состав почвы будет неудовлетворительным, то, соответственно, растения не смогут получить все необходимые вещества из нее. А это, в свою очередь, приведет к потерям урожая.

Факторы живой природы

Любое растение развивается не отдельно, а взаимодействуя с иными представителями среды. Среди них грибы, животные, растения и даже бактерии. Связь между ними может быть самая разная. Начиная от приносящей пользы друг другу и заканчивая отрицательным влиянием на тот или иной организм. Симбиоз - это модель взаимодействия между разнообразными особями. В народе этот процесс называют "сожительством" разных организмов. Немаловажное значение в этих отношениях имеют факторы неживой природы.

Примеры

Межвидовая конкуренция

Все интересное

Царство - следующая после домена ступень классификации биологических видов. На данный момент ученые выделяют 8 царств - хромисты, археи, протисты, вирусы, бактерии, грибы, растения и животные, при этом в научной среде продолжаются споры о том, к…

Живые организмы в природных условиях живут не изолированно друг от друга. Каждый организм окружает множество других представителей живой природы. И все они так или иначе взаимодействуют между собой. Одним из видов биотического взаимодействия…

Природное сообщество (биоценоз) - это единение живой и неживой природы, образующееся в определенных условиях окружающей среды. В этих сообществах каждый отдельный организм определенным образом влияет на все остальные, а также испытывает на себе их…

Все экологические факторы действуют не каждый сам по себе, а целым комплексом. Действие одного из них зависит от уровня остальных. На влияние экологических факторов организм реагирует приспособительными реакциями, называемыми адаптацией, и…

Мы с самого рождения окружены природой, ее красота и богатство формируют внутренний мир человека, вызывают восхищение и упоение. Да что говорить, сами мы также ее часть. И наряду с животными, птицами, растениями являемся составляющими так называемой…

У каждого организма, популяции, вида существует среда обитания - та часть природы, которая окружает все живое и оказывает на него какое-либо воздействие, прямое или косвенное. Именно из нее организмы берут все необходимое, чтобы существовать, в нее…

Живые организмы взаимодействуют между собой и с окружающим миром, и это составляет их среду обитания. Одним из факторов, влияющих на живую и неживую природу, является и человек. В зависимости от формы воздействия на живые организмы подразделяют…

Окружающая среда в той или иной мере оказывает влияние на живые организмы, которые в ней обитают. Это воздействие может иметь прямой или косвенный характер. Все элементы среды, которая нас окружает, влияющие на живые организмы, составляют…

Экология

Экология изучает взаимоотношения отдельных организмов со средой обитания – внутривидовые, межвидовые взаимоотношения, влияние факторов неживой природы. Она изучает жизнь на уровнях более сложных, чем организм – популяционно-видовом, биогеоценотическом и биосферном. Термин «экология» предложил Геккель в 1866 году.

Основные задачи экологии:

Важнейшая ее задача – изучение влияния на организм различных факторов среды – света, температуры, влажности и др.

На популяционно-видовом уровне экология изучает взаимоотношения между организмами в популяции, динамику численности, характер изменения полового и возрастного состава, прогнозирует будущее популяции и вида в целом.

На уровне природных сообществ – биогеоценозов – экология изучает пищевые связи между организмами, круговорот веществ и движение энергии, механизмы саморегуляции, законы, по которым происходят развитие и смена сообществ.

На биосферном уровне экологи изучают распространение жизни в различных геологических оболочках Земли, влияние живых организмов на неживую природу, функции живого вещества и эволюцию биосферы.

Наибольшее практическое значение имеет прикладная экология – изучение влияния человека на окружающую среду, на неживую природу и живые организмы. Экология является теоретической базой охраны природы: сохранения атмосферы, почвы, гидросферы, растительного и животного мира.

Экологический контроль над предприятиями, водой, атмосферой, помогает сохранить здоровье людей и окружающую нас природу, экологическая стратегия при строительстве как промышленных. Так и бытовых объектов помогает создать наиболее благоприятные условия для жизни людей.

Экологические факторы.

На организм оказывает влияние большая совокупность условий окружающей среды. Отдельные компоненты среды, оказывающие прямое или косвенное воздействие на организм, называются экологическими факторами.

Все экологические факторы делят на три большие группы: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы – условия неживой природы: свет, температура, влажность, давление и др.

Антропогенные факторы – результат прямого воздействия человека на организмы (вырубка лесов, охота) или его косвенного влияния (загрязнение атмосферы губительно сказывается на многих растениях).

Максимальное количество особей предпочитает оптимальную интенсивность фактора, при уменьшении или увеличении его интенсивности особи сначала находятся в зоне нормальной жизнедеятельности, затем в зоне угнетения, и, наконец, при достижении нижнего и верхнего пределов выносливости наступает их гибель.

Но на организм действует комплекс факторов, причем, если интенсивность даже одного фактора выходит за пределы выносливости, организм погибает.

Тот фактор, значение которого приближается к пределам выносливости организма, называется лимитирующим или ограничивающим фактором. Первое представление о таких факторах выдвинул в 1840 году химик Юстус Либих.

Живые организмы способны переносить определенные изменения интенсивности каждого абиотического фактора. Причем одни организмы способны переносить изменения факторов в широких пределах и называются эврибионтными, другие выдерживают колебания интенсивности в очень небольших пределах и называются стенобионтными.

Оптимум и пределы выносливости к одному фактору зависят от интенсивности других факторов: например, сытое животное легче переносит низкие температуры. Или – при неизменной низкой температуре изменение влажности воздуха изменяет интенсивность теплоотдачи с поверхности кожи.

Абиотические факторы среды.

Свет. Это основной абиотический фактор, поставляющий энергию для жизнедеятельности фотоавтотрофных организмов и обеспечивающий синтез большей части органического вещества на Земле, а также поддерживающий определенную температуру на поверхности Земли. Для живых организмов наиболее важен свет ультрафиолетовой части спектра, видимые свет и инфракрасное излучение.

Жесткий ультрафиолет с длиной волны менее 290 нм губителен для живых клеток, до поверхности Земли он не доходит, т.к. отражается озоновым экраном. Мягкий ультрафиолет с длиной волны от 290 до 380 нм несет много энергии и вызывает образование витамина D в коже человека, он же воспринимается органами зрения многих насекомых. Видимый свет с длиной волны от 380 до 750 нм используется для фотосинтеза фототрофными организмами (растениями, фотосинтезирующими бактериями, сине-зелеными водорослями) и для ориентации животными.

Инфракрасная часть солнечного спектра (тепловые лучи) с длиной волны более 750 нм вызывает нагревание предметов. Особенно важна эта часть спектра для животных с непостоянной температурой тела – пойкилотермных. Количество энергии, которое несет свет, обратно пропорционально длине волны, т.е. меньше всего энергии несут инфракрасные лучи.

Растения для фотосинтеза в основном используют синие и красные лучи. По отношению к свету их принято делить на светолюбивые (растения степей), теневыносливые (большинство лесообразующих пород) и теневые (мхи, папоротники).

Продолжительность светового дня является важным регулирующим фактором в жизни организмов. Сезонные и суточные изменения физиологической активности живых организмов в ответ на изменение продолжительности дня и ночи называют фотопериодизмом.

Длина светового дня, в отличие от других абиотических факторов, для каждой местности изменяется строго закономерно. Физиологические функции организмов регулируются продолжительностью светового дня. Если ее искусственно поддерживать более 15 часов, наши листопадные деревья становятся вечнозелеными, а если весной с помощью ширмы устроить им осенний день (меньше 12 часов), их рост прекращается, они сбрасывают листву, и у них наступает состояние зимнего покоя.

Приспособленность к сезонному изменению продолжительности светового дня привела к появлению длиннодневных и короткодневных растений. Длиннодневные зацветают в начале лета, до осени у них успевают созреть плоды и семена (рожь, пшеница, овес), короткодневные (астры, георгины, хризантемы) – растения южного происхождения, где продолжительность светового дня около 12 часов, поэтому они у нас зацветают при коротком дне осенью.

У животных во второй половине лета и осенью происходит накопление жировых запасов и осенняя линька. Кочующие и перелетные виды начинают свои сезонные миграции. Осенью у насекомых формируются зимующие стадии. Например, бабочка капустница зимует на стадии куколки, и если гусениц весной содержать при длине дня короче 14 часов, то к середине лета сформируется зимующая куколка, которая будет находиться в состоянии покоя несколько теплых месяцев.

Температура. Это важнейший и часто ограничивающий для многих организмов абиотический фактор. Жизнедеятельность большинства организмов ограничена температурным интервалом от 0 до 40 о С, но некоторые организмы живут в горячих гейзерах, при температуре 70 о С.

Многие способны переносить отрицательные температуры в неактивном состоянии. Для того чтобы переносить неблагоприятные температуры, у растений и животных выработались различные приспособления:

Теплокровность птиц и млекопитающих снимает влияние небольших колебаний температуры. Животных, способных постоянно поддерживать температуру на определенном уровне, называют гомойотермными, не способных – пойкилотермными.

У ряда животных наблюдается зимняя спячка, например, у грызунов, летучих мышей. При этом у них резко замедляется интенсивность обмена веществ, уменьшается частота дыхательных движений и частота сердечных сокращений, понижается температура тела.

Для многих животных характерен зимний сон. Осенью животные накапливают большое количество жировых запасов и засыпают на несколько месяцев. При этом не происходит глубокого изменения обмена веществ. Животное можно разбудить, например, медведя в берлоге. Такое состояние помогает перенести отсутствие пищи в зимнее время.

Многие простейшие и беспозвоночные при неблагоприятных условиях способны впадать в анабиоз – временное состояние организма, при котором все жизненные процессы замедлены до минимума и отсутствуют все видимые признаки жизни.

У многолетних растений наблюдается состояние зимнего покоя, которое направлено на перенесение низких температур. Растения накапливают различные «антифризы», чтобы в цитоплазме клеток не образовались кристаллики льда и не разрушили клеточные структуры.

Для многих раннецветущих растений (тюльпаны), а также для свежесобранных семян, клубней, луковиц характерно состояние летнего покоя. Летний покой наблюдается и у пустынных животных во время жаркого и сухого периода (у некоторых грызунов, черепах).

Влажность – также важный экологический фактор. Живые организмы приспособились к сезонному изменению влажности и к жизни в зонах с различным содержанием воды в почве и воздухе. Растения засушливых зон, ксерофиты, имеют мелкие жесткие листья с хорошо развитой кутикулой, длинные корни, высокое осмотическое давление в клетках. Суккуленты (кактусы, агавы) имеют сильно развитую водозапасающую ткань, листья у них редуцированы в колючки и фотосинтез идет за счет стебля, корневая система расположена у поверхности и позволяет во влажные периоды запасти большое количество воды. Эфемеры – однолетние растения, успевают за короткий влажный период отцвести и образовать плоды и семена. Эфемероиды – многолетние растения, цветение которых происходит ранней весной, а летом надземные побеги полностью отмирают, засушливый период они переносят под землей в виде луковиц, клубней, корневищ. Гигрофиты приспособились к избыточной влажности и произрастают около водоемов, у них крупные листья с большим количеством устьиц и слабо развитой кутикулой, слабая корневая система.

Животные также приспособились к жизни в условиях с различной влажностью. Для сохранения влаги в организме в условиях ее дефицита многие животные ведут ночной образ жизни, имеют плотные покровы и пониженное потоотделение. Некоторым животным достаточно воды, которая содержится в пище (кенгуровая крыса), ряд других может долгое время обходиться без воды, используя метаболическую воду (верблюды). Многие животные степей и пустынь могут переносить недостаток воды и высокую температуру, впадая в состояние летней спячки.

Биотические факторы среды

Под биотическими факторами понимают многообразные связи организма с другими организмами. Такие связи могут быть внутривидовыми и межвидовыми. Внутривидовые взаимоотношения многообразны и, в конечном счете, направлены на сохранение популяции. Сюда относятся взаимоотношения между особями различных полов, конкуренция за жизненные ресурсы, различные формы поведения.

Различают несколько форм межвидовых взаимодействий: они могут быть нейтральными, полезными или вредными для партнеров.

Классификация биотических взаимодействий

(00 – нейтральные, +- - полезные, - - вредные).

Различные формы совместного существования организмов разных видов называют симбиозом. Для партнеров он может быть как полезен, так и вреден. Часто под симбиозом понимают взаимовыгодное сожительство организмов, например, микориза – симбиоз некоторых грибов с корнями растений, симбиоз клубеньковых бактерий с корнями бобовых растений.

Факторы неживой природы, имеющие важное значение для растений – это свет, температура, обеспеченность водой, газовый состав воздуха, почва. Хотя мы рассмотрим каждый из них отдельно, следует помнить, что они действуют на растения все вместе и одновременно. Поэтому растения, произрастающие в определенном месте, приспосабливаются к общему действию всех экологических факторов.

Свет, или световая энергия в виде солнечных лучей, необходима для всех живых существ. Энергия света приносит тепло и усваивается растениями в процессе фотосинтеза. При недостаточной освещенности растения имеют чрезмерно удлиненные междоузлия, тонкие слабые стебли, мелкие бледно–зеленые листья.

Сравните внешний вид сосен, выросших в глубине леса и на открытом месте. У сосен, произрастающих в лесу, ствол высокий и стройный, зеленая крона расположена на его верхушке, а нижние ветви не выдерживают затененности и постепенно отмирают. У сосен, растущих на открытом месте, пышная крона, ствол менее высокий и стройный, а нижние ветви расположены ближе к земле.

Степень освещенности влияет и на внутреннее строение растений. В частности, у сосен, произрастающих в условиях затенения, механические ткани развиты слабее, и поэтому их удлиненные молодые стебли более ломкие.

Одним из наиболее важных экологических факторов является продолжительность светового периода суток. В то время как влажность, температура и другие факторы могут изменяться в широких пределах, продолжительность светового периода суток в данном месте и в данный день из года в год остается постоянной. Жизненные циклы всех организмов приспособлены к действию этого фактора. Изменения продолжительности светового периода суток влияют на скорость и продолжительность роста, цветения, листопада.

Реакцию организмов на изменения продолжительности светового периода суток на протяжении года называют фотопериодизмом. Весной, когда продолжительность светового периода суток возрастает, усиливаются рост и развитие растений. Осенью, когда она уменьшается, наоборот, процессы жизнедеятельности тормозятся и растения переходят в состояние покоя.

У разных видов растений потребности в степени освещенности различные. Светолюбивые растения (ковыль, тюльпан, сосна обыкновенная) поселяются на открытых, хорошо освещенных местах, а тенелюбивые (ель, копытень, плаун булавовидный) – на затененных участках. Тенелюбивые растения имеют различные приспособления для произрастания в условиях постоянной затененности и способны улавливать рассеянный свет благодаря темно–зеленым листьям, содержащим много хлорофилла. Теневыносливые растения (граб, липа, сирень), произрастая в лесах, могут переносить определенную степень затененности, но способны поселяться и на открытых, хорошо освещенных пространствах.

Вода, как вы уже знаете, необходима растениям для осуществления процессов жизнедеятельности (корневого питания, фотосинтеза, транспорта веществ, испарения). Вода – основной компонент любой клетки и принимает участие в разнообразных процессах обмена веществ. Для многих организмов она является средой обитания.

В зависимости от потребностей в воде различают разные группы растений. Так, высшие растения, которые вне водной среды существовать не могут, называют высшей водной растительностью (элодея, ряска, кувшинки). Влаголюбивые растения (кукушкин лен, сфагнум, росянка, камыш) растут вдоль побережья водоемов (или частично погружены в воду), во влажных лесах, на болотах. Они могут существовать только при условии высокой увлажненности почвы, даже при непродолжительной нехватке воды эти растения вянут и могут погибнуть.

Засухоустойчивые растения (кактусы, ковыль, типчак, молодило) распространены в засушливых местах. Они имеют разнообразные приспособления для выживания в условиях продолжительной нехватки воды. Эти приспособления связаны с уменьшением испарения воды растением. К ним относятся видоизменения листьев в колючки, восковой слой на поверхности надземных частей, способность накапливать воду в разных органах (стеблях – кактусы, листьях – молодило). В жаркую погоду листовые пластинки многих растений поворачиваются к солнцу ребром или складываются вдоль оси.

Корневая система засухоустойчивых растений или способна проникать на значительную глубину, где есть вода (сосна обыкновенная, верблюжья колючка), или расположена в поверхностном слое почвы и занимает значительную площадь (кактусы). В последнем случае растения усваивают воду во время кратковременных дождей.

Многие растения переносят засушливый период в неактивном состоянии. При этом они сбрасывают листву, уменьшая испарение воды, или их надземная часть отмирает, а остаются только видоизмененные подземные побеги (корневища, луковицы). Такие приспособления характерны для многих травянистых растений (лилейных, луковых).

В условиях средней увлажненности растут дуб, береза, липа, рожь, пшеница и многие другие. Эти виды способны переживать непродолжительную засуху.

Температура. Известно, что повышение температуры до определенного уровня ускоряет, а снижение, наоборот, тормозит интенсивность процессов жизнедеятельности организмов. Но слишком высокие температуры неблагоприятно влияют на растения и даже могут вызывать их гибель.

На распространение тех или иных видов растений в разных частях планеты влияют как среднегодовая температура, так и ее сезонные колебания. Каждый вид растений приспособлен к произрастанию в определенной климатической зоне. Есть виды, способные выдерживать длительные морозы свыше –50 °С (лиственница даурская), большинство тропических растений не может пережить даже кратковременного снижения температуры ниже +4 °С.