Середовище - це частина природи, що оточує живі організми і надає на них прямий або непрямий вплив. З середовища організми отримують все необхідне для життя і в неї ж виділяють продукти обміну речовин. Середа кожного організму складається з безлічі елементів неорганічної та органічної природи і елементів, привнесених людиною і його виробничою діяльністю. При цьому одні елементи можуть бути частково або повністю байдужі організму, інші необхідні, а треті мають негативний вплив.
Водне середовище проживання - гідросфера
Вода покриває 71% площі земної кулі і составляет1 / 800 частина обсягу суші або 1370 м3. Основна маса води зосереджена в морях і океанах - 94-98%, в полярних льодах міститься близько 1,2% води і зовсім мала частка - менше 0,5%, в прісних водах річок, озер і боліт. Співвідношення ці постійні, хоча в природі, не перестаючи, йде круго-воріт води. У водному середовищі живе близько 150 000 видів тварин і 10 000 рослин, що становить відповідно всього 7 і 8% від загального числа видів Землі. На підставі цього був зроблений висновок про те, що на суші еволюція йшла набагато інтенсивніше, ніж у воді.
Наземно-повітряне середовище проживання
Тварини в наземно-повітряному середовищі пересуваються по грунті або по повітрю (птахи, комахи), а рослини вкорінюються в грунті. У зв'язку з цим, у тварин з'явилися легкі і трахеї, а у рослин - устьічнимі апарат, тобто органи, якими сухопутні мешканці планети засвоюють кисень прямо з повітря. Сильний розвиток отримали скелетні органи, що забезпечують автономність пересування по суші і підтримують тіла з усіма його органами в умовах незначної щільності середовища, в тисячі разів меншою в порівнянні з водою. Екологічні фактори в наземно-повітряному середовищі відрізняються від інших середовищ існування високою інтенсивністю світла, значними коливаннями температури і вологості повітря, кореляцією всіх факторів з географічним положенням, зміною сезонів року і часу доби. Впливу їх на організми нерозривно пов'язане з рухом повітря і положення щодо морів і океанів і сильно відрізняються від впливу у водному середовищі (табл. 1).
У тварин і рослин суші виробилися свої, не менш оригінальні адаптації на несприятливі фактори середовища: складну будову тіла і його покривів, періодичність і ритміка життєвих циклів, механізми терморегуляції і ін. Виробилася цілеспрямована рухливість тварин в пошуках їжі, з'явилися переносяться вітром спори, насіння і пилок рослин, а також рослини і тварини, життя яких повністю пов'язані з повітряним середовищем. Сформувалася виключно тісний функціональний, ресурсна і механічна взаємозв'язок з грунтом.
Земля - єдина з планет має грунт (едасфера, педосфера) - особливу, верхню оболонку суші. Ця оболонка сформувалась в історично доступний для огляду час - вона ровесниця сухопутної життя на планеті. Вперше на питання про походження ґрунту відповів М.В. Ломоносов ( "Про шарах землі"): "... грунт сталася від согнітія тварин і рослинних тел ... довготою часу ...". А великий російський вчений Вас. Вас. Докучаєв (1899: 16) вперше назвав грунт самостійним природним тілом і довів, що грунт є "... таке ж самостійне естественноисторическое тіло, як будь-яка рослина, будь-яка тварина, будь мінерал ... воно є результат, функція сукупної, взаємної діяльності клімату даної місцевості, її рослинних і тваринних організмів, рельєфу і віку країни ..., нарешті, підґрунтя, тобто грунтових материнських гірських порід. ... Всі ці агенти-почвообразователі, по суті, абсолютно рівнозначні величини і беруть рівноправну участь в образо вання нормальної грунту ... ".
Основними структурними елементами ґрунту є: мінеральна основа, органічна речовина, повітря і вода.
Мінеральна основа (скелет) (50-60% всієї грунту) - це неорганічне речовина, що утворилася в результаті підстильної гірської (материнської, почвообразующей) породи в результаті її вивітрювання. Розміри скелетних часток: від валунів і каменів до найдрібніших піщинок і мулистих частинок. Фізико-хімічні властивості ґрунтів обумовлені в основному складом грунтоутворюючих порід.
Від співвідношення в грунті глини і піску, розмірів фрагментів, залежать проникність і пористість грунту, що забезпечують циркуляцію, як води, так і повітря. У помірному кліматі ідеально, якщо грунт утворена рівними кількостями глини і піску, тобто представляє суглинок. В цьому випадку грунтів не загрожує ні перезволоження, що не пересихання. І те й інше однаково згубно як для рослин, так для і тварин.
Органічне речовина до 10% грунту, утворюється з відмерлої біомаси (рослинна маса - опад листя, гілок і коренів, валежной стовбури, ганчір'я трави, організми загиблих тварин), подрібненої і переробленої в грунтовий гумус мікроорганізмами і певними групами тварин і рослин. Простіші елементи, що утворилися в результаті розкладання органіки, знову засвоюються рослинами і залучаються до біологічний кругообіг.
Повітря (15-25%) в грунті міститься в порожнинах - порах, між органічними та мінеральними частинками. При відсутності (важкі глинисті грунти) або заповненні пір водою (під час підтоплень, танення мерзлоти) в грунті погіршується аерація і складаються анаеробні умови. В таких умовах гальмуються фізіологічні процеси організмів, які споживають кисень - аеробів, розкладання органіки йде повільно. Поступово накопичуючись, вони утворюють торф. Великі запаси торфу характерні для боліт, заболочених лісів, тундрових спільнот. Торфонакопления є особливо актуальним в північних регіонах, де холодність і перезволоження грунтів взаимообусловливают і доповнюють один одного.
Вода (25-30%) в грунті представлена 4 типами: гравітаційної, гигроскопической (пов'язаної), капілярної і парообразной.
Гравітаційна - рухома вода, займають широкі проміжки між частинками грунту, просочується вниз під власною вагою до рівня грунтових вод. Легко засвоюється рослинами.
Гігроскопічна, або пов'язана - адсорбируется навколо колоїдних частинок (глина, кварц) грунту і утримується у вигляді тонкої плівки за рахунок водневих зв'язків. Звільняється від них при високій температурі (102-105 ° С). Рослинам вона недоступна, не випаровується. У глинистих ґрунтах такої води до 15%, в піщаних - 5%.
Капілярна - утримується навколо грунтових частинок силою поверхневого натягу. За вузьким порам і каналах - капілярах, піднімається від рівня грунтових вод або розходиться від порожнин з гравітаційної водою. Краще утримується глинистими грунтами, легко випаровується. Рослини легко поглинають її.
Пароподібна - займає всі вільні від води пори. Випаровується в першу чергу.
Здійснюється постійний обмін поверхневих ґрунтових і ґрунтових вод, як ланка загального кругообіг води в природі, який змінює швидкість і напрямок в залежності від сезону року і погодних умов.
Між організмами існують не тільки трофічні, але і топічні зв'язки. Результатом їх є створення одним організмом певних екологічних умов для іншого, або за висловом В.К. Беклемишева "кондиціонування" середовища. Під пологом лісу формується свій мікроклімат, сприятливий для життя багатьох тварин і мікроорганізмів. Тут менше амплітуда температурних коливань, більш висока вологість, ослаблена сила вітру в порівнянні з відкритим простором. На деревах знаходиться місце існування для ліан (в лісах Південного Примор'я) і епіфітних лишайників (високогірні і північні райони Далекого Сходу), в дуплах і ущелинах стовбурів влаштовують житла птиці і змії.
Для тварин і рослин, які поселяються на або всередині іншого організму, останній є місцем існування або життя. Взаємовідносини між ними називаються симбіозом (symbiosis -спільне життя). Розрізняють декілька форм симбіотичних відносин, основні: комменсализм, паразитизм і мутуалізмом.
Комменсалізм- тісний зв'язок між організмами, при якій господар не отримує ні користі, ні шкоди. Приклад - лишайники на деревах.
Паразітізм- найпоширеніша форма симбіозу. Організм господаря є стація проживання, біотопом для організму-паразита. Паразитизм відрізняється від хижацтва тим, що їжею хижакові служать багато жертв, а паразит живе за рахунок одного або кількох господарів і рідко вбиває їх відразу.
Паразитизм - древній спосіб життя. Внутрішньоклітинні паразити виявлені у найпростіших (бактерії, синьо-зелені водорості) і одноклітинних еукаріотів (діатомові, червоні та зелені водорості, амеби, радіолярії). А серед багатоклітинних організмів немає жодного, який не мав би в своєму тілі (рідше - на тілі) паразитів. Чим складніше будова організму і його органів, тим більше різноманітніше умови, в яких можуть проживати його співмешканці (і тим численніші).
Під мікроскопом він відкрив, що на бліх,
Живе блоху кусає блішки;
На блішки тій - блошінка-крихта,
У блошінку же встромляє зуб сердито
Блошіночка ... і так ad infinitum, тобто Без кінця
Більше половини всіх видів на Землі відносяться до паразитів. Всі паразити поділяються на дві групи:
Ектопаразіти- зовнішні паразити, що живуть на поверхні тіла господаря і впроваджуються в нього органами харчування, присосками (п'явки) або гаусториями (рослини). Ектопаразити тварин: кліщі, п'явки, блохи, клопи; ектопаразити рослин: березки (Cuscuta), омела, Петров хрест, і ін.
Ендопаразіти- паразити, що живуть усередині тіла господаря (гельмінти, бактерії, віруси, найпростіші).
Багато паразитів повністю втратили зв'язок із зовнішнім світом, і вступають у відносини з ним через свого господаря. Які ці умови для господаря, такі вони в підсумку і для паразитуючих на ньому організмів. Але між паразитом і господарем існують складні внутрішні взаємини. Реагуючи на виділення паразитів, організм господаря виробляє захисні реакції - активний імунітет. У крові виробляються білкові антитіла, що пригнічують життєдіяльність паразитів. Вироблення їх стимулюється токсинами паразита і перешкоджає повторному зараженню (гуморальний імунітет). Якщо організм здоровий, то проникнення в його організм патогенних організмів утруднено.
Так, хвойні дерева виробляють смолу, розоцветние - камедь, що затягує механічні пошкодження. Вони заселяються стовбуровими шкідниками і уражаються гнилями тільки в ослабленому стані. У багатьох особин в місці вторгнення шкідників, утворюються капсули, ізолюючі паразитів: галли, розростання пагонів ( "відьомський мітли") - у рослин, зооціцідіі - у тварин. У свою чергу на реакцію хазяїна паразит виробляє свою захисну реакцію. Вони стимулюють утворення галл з камерою всередині - для захисту самих паразитів. Відомі приклади вироблення ферментів, що полегшують проникнення в тіло господаря та отримання і нього потрібного речовини (безболісні укуси кровососів і довга несвертиваемость крові після нього)
Питання №2: Екологічні фактори. Класифікація факторів середовища. Закономірності дії факторів.
Прямо діючі - безпосередньо впливають на організм, головним чином на обмін речовин
Побічно діючі - впливають опосередковано, через зміну прямо діючих факторів (рельєф, експозиція, висота над рівнем моря та ін.)
]За походженням
Абіотичні - фактори неживої природи:
кліматичні. річна сума температур, середньорічна температура, вологість, тиск повітря
едафіческіе (едафогенние). механічний склад грунту, повітря грунту, кислотність грунту, хімічний склад грунту
орографические. рельєф, висота над рівнем моря, крутизна і експозиція схилу
хімічні. газовий склад повітря, сольовий склад води, концентрація, кислотність
фізичні. шум, магнітні поля, теплопровідність і теплоємність, радіоактивність, інтенсивність сонячного випромінювання
Біотичні - пов'язані з діяльністю живих організмів:
фітогенні - вплив рослин
мікогенной - вплив грибів
зоогенние - вплив тварин
мікробіогенние - вплив мікроорганізмів
фізичні. використання атомної енергії, переміщення в поїздах і літаках, вплив шуму і вібрації
хімічні. використання мінеральних добрив і отрутохімікатів, забруднення оболонок Землі відходами промисловості і транспорту
біологічні. продукти харчування; організми, для яких людина може бути середовищем існування або джерелом живлення
за витрачання
Ресурси - елементи середовища, які організм споживає, зменшуючи їх запас в середовищі (вода, CO2. O2. Світло)
Умови - не витрачаються організмом елементи середовища (температура, рух повітря, кислотність грунту)
по спрямованості
Векторизованних - направлено змінюються чинники: заболочування, засолення грунту
Багаторічні-циклічні - з чергуванням багаторічних періодів посилення і ослаблення фактора, наприклад зміна клімату в зв'язку з 11-річним сонячним циклом
Осциляторні (імпульсні, флуктуаційні) - коливання в обидва боки від якогось середнього значення (добові коливання температури повітря, зміна середньомісячної суми опадів протягом року)
закон відносності дії екологічного фактора-напрям і інтенсивність дії екологічного чинника залежать від того, в яких кількостях він береться і в поєднанні з якими іншими факторами діє. Не буває абсолютно корисних або шкідливих екологічних факторів: вся справа в кількості. Наприклад, якщо температура навколишнього середовища занадто низька або занадто висока, тобто виходить за межі витривалості живих організмів, це для них погано. Сприятливими є тільки оптимальні значення. При цьому екологічні фактори не можна розглядати у відриві один від одного. Наприклад, якщо організм відчуває дефіцит води, то йому важче переносити високу температуру;
закон відносної заменяемости і абсолютної незамінності екологічних факторів - абсолютна відсутність будь-якого з обов'язкових умов життя замінити іншими екологічними факторами неможливо, але недолік або надлишок одних екологічних чинників може бути відшкодована дією інших екологічних факторів. Наприклад. повне (абсолютне) відсутність води не можна компенсувати іншими екологічними факторами. Однак якщо інші екологічні чинники знаходяться в оптимумі, то перенести недолік води легше, ніж коли і інші чинники знаходяться в нестачі або надлишку.