Взаимоотношения организма и среды

К условиям существования или условиям среды относятся необходимые организму факторы, без которых его существование невозможно. Наиболее общая классификация экологических факторов среды делит их на биотические, абиотические и антропогенные. К первым из них относятся фитогенные, зоогенные и микрогенные воздействия на организмы, ко вторым - климатические условия (свет, температура, влажность, уровень барометрического давления и т.д.), эдафогенные, т.е. связанные с почвой факторы (состав почв, их влагоемкость, проницаемость для Од, плотность и т.д.), орографические условия, т.е. высота над уровнем моря, рельеф, угол наклона местности, и химические факторы, т.е. химический состав воздуха, солей воды и почвенных растворов и т.д. Существенное значение имеет и стабильность условий жизни. Различают первичные изменения (например, суточные и сезонные изменения освещенности и температур) и вызываемые ими вторичные изменения (например, различная активность живых организмов днем и ночью, зимой и летом), антропогенные факторы создаются самим человеком (например, условия жизни в городах).

Воздействие любого вида фактора может быть прямым (например, прямое воздействие температуры на течение физиологических процессов) и косвенным или опосредованным (прямое угнетающее воздействие ультрафиолетового облучения на развитие растений является косвенным воздействием на животных, питающихся этими растениями). Результат воздействия любого фактора зависит прежде всего от его интенсивности (рис. 1.1).

Интенсивность

Рис. 1.1. Зависимость результата действия экологического фактора от его интенсивности

Наиболее узкий диапазон значений факторов характерен для размножения организмов (можно проиллюстрировать на сезонности размножения ряда животных), а более широкий - для их роста и выживания. Характер зависимостей, представленный на рис. 1.1, будет сходным для самых различных видов живых существ, но конкретные значения факторов могут существенно различаться. Например, для некоторых антарктических рыб диапазон переносимых температур составляет всего 4°С (от -2 до +2°С); рыбы водоемов пустыни выдерживают температуру от +10 до +40°С.

Важное значение имеют лимитирующие факторы среды, т.е. факторы, значения которых приближаются к пределу способности организма переносить их влияние (или обеспечивать свое нормальное развитие и размножение). Так, лимитирующим веществом будет не то вещество, которого больше всего требуется для роста и развития организма, а те вещества, доступные количества которых наиболее близки к необходимому минимуму (закон минимума Либиха). При определении таких минимумов следует учитывать баланс вещества и энергии и взаимодействие факторов среды (например, кальций может замещаться стронцием, увеличение падающей солнечной энергии повышает потребность в цинке и т.д.). Лимитирующим фактором могут быть его избыточные значения (например, высокая рН, избыточная влажность), а также и целый ряд биотических факторов (например, перенаселенность территории каким-либо видом или, наоборот, недостаточная численность животных данного вида для создания его устойчивой популяции). Неоптимальность условий по одним факторам может сузить диапазон значений других.

Условия существования являются не просто необходимыми для жизни, они зачастую становятся ее регуляторами. Так, солнечный свет не только обеспечивает живые организмы энергией, но и регулирует процессы жизнедеятельности, включая важнейший биологический ритм - суточный ритм физиологических функций.

К основным лимитирующим факторам относятся свет, температура (жизнь возможна в диапазоне температур от -200 до +100°С), вода, кислород (лимитирующим факторам становится в водной среде), такие биогенные элементы как азот и фосфор (их соотношение в биосфере составляет 16:1), рН среды, микроэлементы (магний, кобальт, железо, марганец, цинк, бор, хлор, ванадий и молибден). Для фотосинтеза необходимы марганец, железо, хлор, цинк и ванадий, а для азотистого обмена - марганец, бор, кобальт и хлор.

Сложнее всего решается вопрос с определением биотических лимитирующих факторов. Масштабы их взаимовлияния трудно прогнозировать. О сложности проблемы говорит следующий факт. Если взять только 2 популяции различных видов, то между ними может возникнуть 9 только основных форм взаимодействия: 1) нейтрализм, в котором взаимовлияние отсутствует; 2) конкуренция с взаимоподавлением популяцией; 3) конкуренция из-за ресурсов;

4) аменсализм (неблагоприятный для одной популяции и безразличный для другой); 5) коменсализм (благоприятный для одной популяции и безразличный для другой); 5) мутуализм, благоприятный для обоих популяций; 7) паразитизм; 8) хищничество; 9) протокооперация, т.е. образование совместных гнездований у птиц или колоний у грызунов,

Наиболее распространенный тип взаимоотношений между животными - хищничество, т.е. поедание особей одного вида особями других, как это представлено Н.й. Заболоцким:

Еще статьи

Применение нанотехнологий для защиты окружающей среды
В настоящее время наноразмерные материалы находят себе применение во многих областях современной науки и техники. Такой класс материалов проявляет принципиально новые свойства, что позволяет создавать новые и более эффективные устройства [1]. Разумеется, разнообразие с ...