Комплексное воздействие факторов среды на организм кратко

Обновлено: 30.06.2024

Раздел ОГЭ: 5.1. Влияние экологических факторов на организмы. Приспособления организмов к различным экологическим факторам. Популяция. Взаимодействия разных видов (конкуренция, хищничество, симбиоз, паразитизм). Сезонные изменения в живой природе

Экология — наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой.

Любой компонент среды, способный оказывать влияние на живые организмы, называют экологическим фактором.

Каждый вид приспособлен к определённым значениям факторов среды. Так, существуют теплолюбивые и холодостойкие, влаголюбивые и засухоустойчивые виды.

Пределы колебаний фактора, при которых возможно существование данного вида организмов (например, температура от О °С до 45 °С), называют диапазоном устойчивости или пределами выносливости вида. При этом оптимальным, наиболее благоприятным для данного вида является более узкий диапазон (например, температура от 18 °С до 28 °С). Биологический оптимум — это наилучшее сочетание условий для вида (например, температура от 18 °С до 28 °С, влажность от 60% до 85% и т. д.).

Если в определённой местности какой-то из факторов приближается к пределу максимума или минимума диапазона устойчивости вида, то недостаток или избыток именно этого фактора ограничивает возможности нормальной жизнедеятельности, и такой фактор называют лимитирующим или ограничивающим. Например, в пустыне ограничивающим фактором для растений является количество влаги.

Экологические факторы действуют на организм в комплексе, поэтому ему легче перенести отклонение какого-то фактора от нормы, если остальные факторы близки к оптимуму. Сочетание жаркой и засушливой погоды неблагоприятно для растений средней полосы, поскольку чрезмерное повышение температуры организма может быть предотвращено с помощью испарения воды. Однако, если и воды в окружающей среде недостаточно, перенести такое сочетание факторов трудно. Теплокровные животные в морозы могут замерзать при нехватке корма и нормально себя чувствовать, если корма достаточно.

Приспособления живых организмов к различным экологическим факторам выражаются в особенностях:

строения (морфологические приспособления, например большая или меньшая длина корней растений или ушей животных);
процессов жизнедеятельности (физиологические приспособления, например, аэробность или анаэробность организмов, возможности повышения или снижения плодовитости);
поведения (этологические приспособления, например у животных есть возможность перейти в тень или мигрировать) (табл. 2, разд. 3.6).

Конкретные приспособления или адаптации зависят прежде всего от среды обитания.

В пределах среды жизни организмы разных видов предпочитают местообитания с конкретными условиями, к которым имеются приспособления. Организмы с приспособлениями к определённым взаимоотношениям со средой образуют экологические группы.

У разных водных обитателей есть приспособления к степени солёности воды (см. с. 54, 55), концентрации в ней растворённого кислорода.

Для растений важен режим освещённости (светолюбивые растения имеют более толстые листовые пластинки, теневыносливые — тонкие). Для растений, обитающих на суше, особенно важен режим влажности.

У наземных животных стратегии выживания в неблагоприятных температурных условиях зависят от того, теплокровны они или холоднокровны. Холоднокровные обычно прекращают активность при температуре свыше 45 °С и ниже О °С. Теплокровные сохраняют тепло с помощью перьев или меха, жировой прослойки. Они могут впадать в спячку (с понижением температуры тела до 5 °С — ежи, летучие мыши) или зимний покой (в состоянии уменьшенной активности и обмена веществ — белки, хомяки) или мигрировать, что обычно связано с недоступностью кормовой базы. В жару животные снижают физическую активность, ищут укрытия, некоторые выделяют пот. Усилению теплоотдачи способствует относительно большая поверхность тела, поэтому среди близких видов обычно более крупные с маленькими ушами обитают в более холодном климате. Среди животных также выделяют экологические группы.

Для питания различными видами пищи у птиц формируются особые приспособления, выражающиеся в форме клюва и лап, скорости полёта, особенностях зрения.

Сезонные изменения в природе

К периодичности действия факторов (смене дня и ночи и времён года, фаз Луны, приливов и отливов) организмы приспосабливаются с помощью наследственно закреплённых биоритмов.

Фотопериодизм — реакция организмов на изменение длины светового дня (фотопериода). Например, существуют растения, которые цветут при большой продолжительности светового дня. Такие растения называют длиннодневными (лён, овёс). Растения, цветущие при меньшей продолжительности фотопериода, называют короткодневными (магнолии), обычно это растения южного происхождения. Если такие растения выращивают в северных районах, то они зацветают ближе к осени, когда день становится короче.

Фотопериодические реакции обеспечивают не только приспособление к сезонным изменениям абиотических факторов, но и приспособление к совместному обитанию в биоценозе. Так, в лесу многие растения цветут до распускания основной массы листьев.

При смене сезонов — наступлении зимы — листопадные деревья и кустарники уменьшают испарение, сбрасывая листья, а также концентрируют соки, прекращая всасывание воды и запасая питательные вещества (концентрированные коллоидные растворы не замерзают).

У многолетних и двулетних трав отмирает надземная часть, и растение зимует в виде корневищ, клубней или луковиц. Однолетние растения отмирают целиком, оставляя на зиму семена.

Большинство наземных холоднокровных животных впадают в оцепенение, многие насекомые зимуют на покоящихся стадиях развития (яйца, куколки), теплокровные линяют, применяют другие стратегии (см. выше).

Для рассмотрения вопросов о взаимоотношениях организмов с биотическими факторами среды важно учесть, что в экосистемах обитают не одиночные особи, а популяции различных видов.

Популяции

Популяциями называют совместно обитающие группы особей одного вида, не имеющих преград для скрещивания.

Особи популяции так или иначе связаны между собой (имеются внутривидовые отношения) и с особями других видов (межвидовые отношения). Внутривидовые отношения часто характеризуются конкуренцией (за пищу, самок, у растений — за свет и т. д.). Иногда наблюдаются формы группового поведения.

Внутри- и межвидовые отношения и действие условий среды определяют численность популяции — общее число её особей.

Изменение численности зависит от таких характеристик, как возрастная и половая структура, рождаемость, смертность и ёмкость среды, т. е. предельная допустимая плотность популяции в данных условиях.

Плотность популяции — число особей (или биомасса), приходящееся на единицу площади или объёма биогеоценоза.

Численность популяций подвержена колебаниям: наблюдаются согласованные колебания хищников и жертв, для некоторых видов (например, насекомых) характерны сильные сезонные колебания. Однако численность популяции не должна быть ниже определённого предела, иначе любое случайное событие (пожар, наводнение) с большой вероятностью уничтожит её полностью.

В характере воздействия различных экологических факторов на организм человека, а также в его ответных реакциях можно выделить ряд закономерностей.

На человеческий организм все факторы среды оказывают воздействие одновременно, как сложный взаимодействующий комплекс. Воздействие отдельного фактора может как усиливаться, так и ослабляться под влиянием других факторов. При этом сочетание с другими экологическими факторами оказывает разное воздействие.

Замерзнуть легче при морозе, сопровождающимся сильным ветром, чем в спокойную, безветренную погоду; жара легче переносится при сухом воздухе и т.д.

Один экологический эффект можно достичь разными путями.

Характер фактора, воздействующего на человека, определяет специфику поражений и заболеваний. Так, на современное общество огромное влияние оказывают факторы, появление которых связано с интенсивным развитием науки и техники. На современного человека одновременно оказывают влияние:

негативные агенты химической и атомной промышленности;
возросшие эмоциональные и умственные нагрузки;
возрастание темпов жизни;
загрязнение окружающей среды;
отходы производства и жизнедеятельности человека и мн. др.

Наиболее распространенными являются заболевания сердечно-сосудистой системы, нервно-психические, онкологические заболевания, возрос травматизм.

Организм человека способен обеспечивать оптимальную работу всех систем и органов в ответ на любые изменения окружающей среды: перепады атмосферного давления, температуры, изменение влажности, содержание кислорода в воздухе и др.

По отношению к любому экологическому фактору у организма человека есть определенный физиологический предел выносливости. Если выйти за этот предел, то здоровье человека начинает подвергаться опасности.

Все экологические факторы, оказывающие негативное влияние на организм человека, в зависимости от интенсивности воздействующего фактора и его природы, можно разделить на три группы:

факторы с хорошо изученной этиологией в развитии заболеваний;
факторы, не выступающие непосредственной причиной заболеваний, но способствующие их возникновению;
факторы, оказывающие опосредованное влияние на организм, снижающие его адаптационные и защитные возможности.

Готовые работы на аналогичную тему

Влияние природно-экологических и социально-экологических факторов

Человеческий организм подвержен заражению различными инфекционными заболеваниями, глистными инвазиями и другими заболеваниями природной среды. Природно-очаговые болезни играют существенную роль в смертности человека. Возбудители болезней, их переносчики способны долгое время сохранять жизнеспособность в условиях открытой местности, они обладают высокой резистентностью.

На человека оказывают большое влияние социально-экологические факторы, требующие адаптации. К ним относятся информационное изобилие, переедание, гиподинамия, психоэмоциональный стресс.

Сильное влияние социально-экологические факторы оказывают на:

биологические ритмы, вызывая их нарушение, например, при электроосвещении, значительно продлившем световой день, возможно нарушение фотопериода;
развитие процесса акселерации, то есть ускоренное развитие организма, его органов, раннее половое созревание;
повышение аллергизации населения. Аллергия – повышенная чувствительность и реактивность организма к какому-либо аллергену (соединению органической или неорганической природы). Аллергические реакции возникают в результате нарушений работы иммунной системы. Различают экзоаллергены – внешние и аутоаллергены – внутренние.

Влияние социально-экономических факторов

Воздействие социально-экономических факторов на человека определяется производственными отношениями. К этим факторам относятся:

социально-психологические элементы, включающие профессию и отношение к ней, отношение к труду и психологическая атмосфера внутри коллектива;
нормативно-правовые факторы (нормативная документация о труде);
экономические факторы (материальное вознаграждение за труд, система компенсаций и льгот за работу в тяжелых условиях и др.).

На создание материально-вещественных условий труда оказывают влияние технические и организационные факторы.

Социально-экономические факторы – это совокупность разнообразных факторов, участвующих в формировании условий труда и жизни. Они оказывают влияние на человека через материальную обеспеченность, социально-правовое положение, уровень образования и культуры.

Получи деньги за свои студенческие работы

Курсовые, рефераты или другие работы

Автор этой статьи Дата последнего обновления статьи: 03.10.2021

Наталья Николаевна Чувелева

Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.

Как любые живые организмы, человек живет в окружающей его среде. Вся совокупность экологических факторов прямо или косвенно воздействуют на него. Но человек – уникальный вид живого мира, поскольку является биосоциальным существом. Этой двойственностью определяется своеобразие его свойств и среды обитания.

Вложение	Размер
kompleksnoe_vozdeystvie_faktorov_sredy_na_organizm_cheloveka.doc	42.5 КБ

Предварительный просмотр:

Комплексное воздействие факторов среды на организм человека

г. Саяногорск МБОУ СОШ №5

Взаимодействие человека со средой, как и у всех других живых существ, вызывает в его организме ответные реакции, обеспечивающие возможность существования в разнообразнейших условиях среды. Эти ответные реакции, как и у всего живого, проявляются в анатомо-морфологических, физиологических, поведенческих свойствах. Между человеком и окружающей средой устанавливаются различные связи и отношения, в которых проявляются как его природные, биологические, так и социальные свойства – образ жизни, состояние здоровья, трудоспособность, культура, география местожительства.

Человек, как организм, подобно другим живым существам, приспосабливаясь к климату, геохимическому окружению и планетарным свойствам Земли, в разных популяциях приобрел различия в характере телосложения и в физиологических процессах. Например, жители арктических широт отличаются относительно большой поверхностью тела, укороченными конечностями, более плотным сложением тела, усилением обменом веществ. Эти свойства наблюдаются у людей независимо от их расовой принадлежности. Установлена зависимость вариаций ширины носа от интенсивности среднегодовой температуры, солнечной радиации и широты местности: максимальная ширина носа наблюдается у аборигенов влажной тропической зоны, а минимальная – у живущих в холодных регионах: в Скандинавии, на Аляске и в Гренландии.

Доказана зависимость строения тела человека от геохимических условий среды. Например, содержание мокро – и макроэлементов в почвах влияет не только на степень минерализации скелета, но и на его размеры, форму некоторых частей. Т.И.Алексеева (1968) обнаружила при рассмотрении вариаций скелетных размеров, что у русских в шести геохимических провинциях северо-запада европейской части России существует негативная связь между содержанием фосфора, алюминия и железа, стимулирующих процессы костеобразования, и широтными размерами головы и лица и позитивная связь между продольным диаметром головы и длиной тела. В районах с большим содержанием химических стимуляторов костеобразования население отличается высокорослостью и длинноголовостью. В районах с избытком кремния – минерала, угнетающего процессы костеобразования, наоборот, длина тела меньше, размеры лица крупнее, череп широкий и короткий.

Существует также зависимость между климатом и весом человека. Как приспособление к климату особенно прослеживаются различия в характере телосложения у людей разных популяций. Эти различия подчиняются правилам Бергмана (1847) и Аллена (1877). В ряде исследований показано, что форма тела человека тоже подчиняется этим правилам. В популяциях жарких стран на всех континентах средний вес тела человека ниже, чем в популяциях, живущих в умеренном или холодном климате. Например, популяции людей в экваториальной зоне имеют меньший вес тела, чем в арктических зонах. Негры Африки имеют высокую удлиненную черепную коробку, которая обогревается меньше, чем круглая и низкая; их темная кожа с большим содержанием меланина, подобная воздухоносной прослойке шапка курчавых волос, широкий нос и толстые губы способствуют лучшей теплоотдачи. У коренных жителей тропиков выделяется меньше пота, чем у акклиматизировавшихся там европейцев.

Иные черты у монголоидных популяций человека. Прямые черные жесткие волосы, малое развитие бороды у мужчин, плоское лицо с мало выступающим носом, уменьшенные надбровные дуги и бровные пазухи, более плоские глазничные области (что способствуют образованию жировых подушек) выполняют защитную роль в условиях сильного ветра и резко континентального климата Азии, так как гладкая обтекаемая поверхность меньше подвержена обморожениям.

Подобно всем живым организмам, человек испытывает на себе влияние самых разнообразных условий жизни. Особенно большое воздействие на строение и процессы жизнедеятельности человека оказывают циклические изменения в природе нашей планеты. Они обусловлены движением Земли и космическими причинами – активностью Солнца, движением небесных тел в Солнечной системе, влиянием других звездных систем. Периодические, или ритмические, колебания (суточные, сезонные, многолетние) происходят в климате, водном балансе, в течении радиационных и тектонических процессов. Естественно, что у всех живых организмов, в том числе у человека выработалось чередование многих биологических явлений.

В последние годы в связи с загрязнением окружающей среды особо широкое распространение получила такая болезнь адаптации как аллергии. Аллергия – это защита организма от чужеродных веществ. Особую роль здесь играют фагоциты и лейкоциты. Они захватывают инородное тело, анализируют его и подготавливают организм к выработке против него специальных антител. С одной стороны, аллергия способствует приспособляемость организма к негативным воздействиям окружающей среды и как бы охраняет организм от проникновения внутрь него нежелательных веществ. С другой стороны, из-за чрезмерной, несоизмеримо сильной ответной реакции на малое количество инородных белковых веществ аллергия приводит организм в болезненное состояние, нередко с очень тяжелыми приступами. Это происходит потому, что в процессе локализации антителами проникших антигенов в организме высвобождаются вещества, вызывающие очень сильное расширение сосудов, выводящее плазму крови из вен.

Другим видом защитной реакции организма человека на воздействие внешней среды является стресс (напряжение). Это защитная реакция приспособления организма, выступающая как бы показателем состояния тревоги. Стрессовая реакция способствует подготовке организма к перегрузке. В результате стрессовой реакции человек быстро (мгновенно) перестраивает свою взаимосвязь с окружающей средой. В этом процессе различают стадии: тревоги (мобилизации защитных сил), приспособления к трудной ситуации и истощения (при сильном и длительном стрессе оно может привести к болезни и смерти).

В основе стресс - реакции лежит гормональное воздействие: мозговое вещество надпочечников вбрасывает в кровь увеличенное количество адреналина. Повышается кровяное давление, опустошается депо крови, увеличивается уровень сахара в крови, происходит активация кровоснабжения мышц и снижение деятельности пищеварительного тракта. Все это моментально приводит организм в состояние повышенной готовности.

Способность организма адаптироваться к изменяющимся условиям имеет большое значение в преодолении опасного для здоровья влияния извне. Чем лучше развита способность к адаптации, тем меньше риск заболеваний.

Структура окружающей среды условно может быть разделена на природные (механические, физические, химические и биологические) и социальные элементы среды (труд, быт, социально-экономический уклад, информация). Условность такого деления объясняется тем, что природные факторы действуют на человека в определенных социальных условиях и нередко существенно изменены в результате производственной и хозяйственной деятельности людей. Свойства факторов окружающей среды обусловливают специфику влияния на человека. Природные элементы влияют своими физическими свойствами: гипобария, гипоксия; усиление ветрового режима; солнечной и ультрафиолетовой радиации; изменение ионизирующей радиации, электростатического напряжения воздуха и его ионизации; колебания электромагнитного и гравитационного полей; усиление жесткости климата с высотой и географическим положением, динамика осадков; частота и разнообразие стихийных явлений.

Природные геохимические факторы оказывают влияние на человека аномалиями качественного и количественного соотношения микроэлементов в почве, воде, воздухе, а следовательно, уменьшением разнообразия и аномалиями соотношений химических элементов в сельскохозяйственных продуктах местного производства. Действие природных биологических факторов проявляется в изменениях макрофауны, флоры и микроорганизмов, наличии эндемических очагов болезней животного и растительного миров, а также в появлении новых аллергенов естественно-природного происхождения.

Организм человека реагирует на самые различные воздействия. Схожие по тяжести изменения могут быть вызваны в одном случае действием вредных, чаще всего антропогенных факторов окружающей среды, в другом — чрезмерной физической или умственной нагрузкой, в третьем случае в роли пусковых механизмов изменения функционального состояния организма выступает дефицит двигательной активности при повышенном нервно-эмоциональном напряжении. Более того, в зависимости от конкретных условий факторы могут оказывать на организм изолированное, комбинированное, комплексное или совокупное действие.

Под комбинированным действием понимают одновременное или последовательное действие на организм факторов одной природы, например, нескольких химических веществ при одном и том же пути поступления (с воздухом, водой, пищей и т.д.).

Комплексное действие проявляется при одновременном поступлении в организм одного и того же химического вещества различными путями (из воды, воздуха, пищевых продуктов).

Совокупное действие наблюдается при одновременном или последовательном действии на организм человека факторов различной природы (физические, химические, биологические).

Наконец, надо помнить о том, что в развитии патологических процессов в организме различные загрязнения окружающей среды могут играть роль факторов риска, под которыми понимают факторы, не являющиеся непосредственной причиной определенной болезни, но которые увеличивают вероятность ее возникновения.

Антропогенные и природные источники ионизирующих излучений. Последствия техногенного загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами и влияние их на здоровье населения в условиях некоторых экологических неблагополучных регионов Казахстана.

Источники ионизирующих излучений делятся на естественные и искусственные (антропогенные, техногенные)

Искусственными источниками ионизирующих излучений являются ядерные взрывы, ядерные установки для производства энергии, ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц, рентгеновские аппараты, приборы аппаратуры средств лий связи высокого напряжения тощ.

Естественными источниками И. и. являются космос и распространенные в природе радиоактивные вещества (радионуклиды). В космосе формируется и достигает Земли космическоеизлучение — корпускулярные потоки ионизирующего излучения. Первичное космическое излучение состоит из заряженных частиц и фотонов, отличающихся высокой энергией. В атмосфере Земли первичное космическое излучение частично поглощается и инициирует ядерные реакции, в результате которых образуются радиоактивные атомы, сами испускающие И. и., поэтому космическое излучение у поверхности Земли отличается от первичного космического излучения.

(данное явление происходит в Семипалатинске)

Радиоактивные вещества обладают особыми специфическими свойствами, которые могут представлять опасность для здоровья работающих.

Большая опасность радиоактивного излучения заключается в том, что оно не обнаруживается органами чувств человека. Человек в течение долгого времени может находиться под действием опасной радиации, не испытывая никаких явных неприятных ощущений. Это порождает беспечность, пренебрежение требованиями охраны труда и в конечном счете приводит к тяжелым последствиям. Понимание грозящей опасности при работе с радиоактивными веществами имеет исключительно большое значение, не сравнимое ни с какой другой опасностью, связанной с профессиональной вредностью.

Радиоактивное облучение организма человека может быть внешним и внутренним. При внешнем облучении, которое создается закрытыми источниками, опасны излучения, обладающие большой проникающей способностью. Внутреннее облучение возможно, когда радиоактивное вещество попадает внутрь организма через органы дыхания, поры кожи или места ее повреждения, слизистые оболочки, желудочно-кишечный тракт. Внутреннее облучение действует в течение всего времени нахождения радиоактивного вещества в организме. Поэтому наибольшую опасность представляют радиоактивные изотопы с большим периодом полураспада и интенсивным излучением, медленно выделяющиеся из организма или концентрирующиеся в отдельных его органах.

Биологическое действие радиоактивных излучений характеризуется ионизацией атомов и молекул организма, в результате чего происходит разрыв нормальных молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений. Это, в свою очередь, ведет к нарушению нормальных биохимических процессов обмена веществ в живых клетках. Лучевое воздействие большой силы и продолжительности может вызвать гибель отдельных клеток, органов, а впоследствии и всего организма.

Под влиянием радиоактивных излучений в организме может происходить торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости капилляров; расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта и истощение организма; снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др.

При работе с радиоактивными веществами интенсивному облучению могут подвергаться руки, поражение кожи которых может быть хроническим или острым. Первые признаки хронического поражения обнаруживаются обычно не сразу: они проявляются в сухости кожи, трещинах на ней, ее изъязвлении, ломкости ногтей, выпадении волос.

При остром лучевом ожоге кистей рук наблюдаются отеки, пузыри и омертвение тканей, могут появиться также долго не заживающие лучевые язвы, на месте образования которых возможны раковые заболевания.

Кожа предохраняет организм от воздействия альфа-лучей и мягких бета-лучей, проникающая способность которых невелика. Но радиоактивные вещества могут попасть внутрь организма при вдыхании загрязненного воздуха, через пищеварительный тракт (при питье загрязненной воды, курении) и в редких случаях через кожу.

Наиболее опасны вещества, отлагающиеся в костях и жизненно важных органах. Накопление радиоактивных веществ в определенных органах приводит к их быстрому повреждению.

Важное значение при оценке внутреннего облучения радиоактивными веществами имеет вид излучения, период полураспада и скорость выведения их из организма. Так, альфа-излучатели, почти безвредные при наружном облучении, особенно опасны при попадании внутрь. Это объясняется тем, что они создают большую плотность ионизации.

Некоторые радиоактивные вещества токсичны и иногда даже более опасны, чем самые сильные яды растительного и животного происхождения.

При оценке доз облучения определяющими являются сведения о количественном содержании радиоактивных веществ в теле человека, а не данные о концентрации их в окружающей среде. Допустимые уровни облучения нужно рассматривать как максимально разрешенные дозы. Допустимые уровни загрязнения установлены также для кожных покровов работающего персонала, поверхностей рабочих помещений и транспортных средств. Даже небольшая радиоактивная загрязненность перечисленных поверхностей создает условия для занесения этих веществ внутрь организма.

Экологические факторы — это комплекс окружающих условий, воздействующих на живые организмы. Различают факторы неживой природы — абиотические (климатические, эдафические, орографические, гидрографические, химические, пирогенные), факторы живой природы — биотические (фитогенные и зоогенные) и факторы антропогенные (воздействие человеческой деятельности). К лимитирующим относятся любые факторы, ограничивающие рост и развитие организмов. Приспособление организма к среде обитания называется адаптацией. Внешний облик организма, отражающий его приспособленность к условиям среды, называется жизненной формой.

Понятие об экологических факторах среды, их классификация

Отдельные компоненты среды обитания, воздействующие на живые организмы, на которые они реагируют приспособительными реакциями (адаптациями), называются факторами среды, или экологическими факторами. Иначе говоря, комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность организмов, носит название экологические факторы среды.

Все экологические факторы делят на группы:

1. Абиотические факторы включают компоненты и явления неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Среди множества абиотических факторов главную роль играют:

климатические (солнечная радиация, свет и световой режим, температура, влажность, атмосферные осадки, ветер, атмосферное давление и др.);
эдафические (механическая структура и химический состав почвы, влагоемкость, водный, воздушный и тепловой режим почвы, кислотность, влажность, газовый состав, уровень грунтовых вод и др.);
орографические (рельеф, экспозиция склона, крутизна склона, перепад высот, высота над уровнем моря);
гидрографические (прозрачность воды, текучесть, проточность, температура, кислотность, газовый состав, содержание минеральных и органических веществ и др.);
химические (газовый состав атмосферы, солевой состав воды);
пирогенные (воздействие огня).

2. Биотические факторы — совокупность взаимоотношений живых организмов, а также их взаимовлияний на среду обитания. Действие биотических факторов может быть не только непосредственным, но и косвенным, выражаясь в корректировке абиотических факторов (например, изменение состава почвы, микроклимата под пологом леса и т.д.). К биотическим факторам относятся:

фитогенные (влияние растений друг на друга и на окружающую среду);
зоогенные (влияние животных друг на друга и на окружающую среду).

3. Антропогенные факторы отражают интенсивное влияние человека (непосредственно) или человеческой деятельности (опосредованно) на окружающую среду и живые организмы. К таким факторам относятся все формы деятельности человека и человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе человека, и в свою очередь оказывает воздействие на каждую из этих составляющих.

Влияние антропогенных факторов в природе может быть как сознательным, так и случайным, или неосознанным. Человек, распахивая целинные и залежные земли, создает сельскохозяйственные угодья, выводит высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям формы, расселяет одни виды и уничтожает другие. Эти воздействия (сознательные) часто носят отрицательный характер, например необдуманное расселение многих животных, растений, микроорганизмов, хищническое уничтожение целого ряда видов, загрязнение среды и др.

К случайным относятся воздействия, которые происходят в природе под влиянием деятельности человека, но не были заранее предусмотрены и запланированы им: распространение вредителей, паразитов, случайный завоз различных организмов с грузом, непредвиденные последствия, вызванные сознательными действиями в природе, например осушением болот, постройкой плотин, распашкой целины и др.

Биотические факторы среды проявляются через взаимоотношения организмов, входящих в одно сообщество. В природе многие виды тесно взаимосвязаны, их отношения друг с другом как компонентами окружающей среды могут носить чрезвычайно сложный характер. Что касается связей между сообществом и окружающей неорганической средой, то они всегда являются двусторонними, обоюдными. Так, характер леса зависит от соответствующего типа почв, но сама почва в значительной мере формируется под влиянием леса. Подобно этому температура, влажность и освещенность в лесу определяются растительностью, но сформировавшиеся климатические условия в свою очередь влияют на сообщество обитающих в лесу организмов.

Воздействие экологических факторов на организм человека

Воздействие среды обитания воспринимается организмами через посредство факторов среды, называемых экологическими.Следует отметить, что экологическим фактором является только изменяющийся элемент окружающей среды, вызывающий у организмов при своем повторном изменении ответные приспособительные эколого-физиологические реакции, наследственно закрепляющиеся в процессе эволюции. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные (рис. 1).

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают: физические, химические и эдафические.

Физические факторы – те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура.

Химические факторы — те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, содержание кислорода и т.п.

Эдафические (или почвенные) факторы представляют собой совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Например, влияние биогенных элементов, влажности, структуры почвы, содержание гумуса и т.п. на рост и развитие растений.

Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других (внутривидовые и межвидовые взаимодействия), а также на неживую среду обитания. Пример: внутривидовая конкуренция за места гнездований, за площадь расселения в округе; межвидовые взаимодействия — нейтрализм, конкуренция, паразитизм, хищничество и др. Примером воздействия биотических факторов на неживую природу может служить особый лесной микроклимат или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создается свой режим температур и влажности: зимой здесь теплее, летом — прохладнее и более влажно.

Рис. 1. Схема воздействия среды обитания (окружающей среды) на организм

Антропогенные факторы — факторы деятельности человека, воздействующие на окружающую природную среду (загрязнение атмосферы и гидросферы, эрозия почв, уничтожение лесов и т.п.).

Лимитирующими (ограничивающими) экологическими факторами называют такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или избытка питательных веществ по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием).

Так, при выращивании растений при различных температурах точка, при которой наблюдается максимальный рост, и будет оптимумом. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости (выносливости), или толерантности. Ограничивающие его точки, т.е. максимальная и минимальная пригодные для жизни температуры, — пределы устойчивости. Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т.е. речь идето стрессовых зонах, или зонах угнетения, в рамках диапазона устойчивости (рис. 2). По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале не только усиливается стресс, но по достижении пределов устойчивости организма происходит его гибель.

Рис. 2. Зависимость действия экологического фактора от его интенсивности

Таким образом, для каждого вида растений или животных существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости (или выносливости) в отношении каждого фактора среды обитания. При значении фактора, близкого к пределам выносливости, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно длительное существование и рост особей. Еще в более узком диапазоне происходит размножение, и вид может существовать неограниченно долго. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют оптимальными, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т.е. оставляют наибольшее число потомков. На практике выявить такие условия сложно, поэтому оптимум обычно определяют отдельные показатели жизнедеятельности (скорость роста, выживаемость и т.п.).

Адаптация состоит в приспособлении организма к условиям среды обитания.

Способность к адаптациям — одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях — от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.

Адаптации могут быть морфологическими, когда меняется строение организма вплоть до образования нового вида, ифизиологическими, когда происходят изменения в функционировании организма. К морфологическим адаптациям близко примыкает приспособительная окраска животных, способность менять ее в зависимости от освещенности (камбала, хамелеон и др.).

Широко известны примеры физиологической адаптации — зимняя спячка животных, сезонные перелеты птиц.

Весьма важными для организмов являются поведенческие адаптации. Например, инстинктивное поведение определяет действие насекомых и низших позвоночных: рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и др. Такое поведение генетически запрограммировано и передается по наследству (врожденное поведение). Сюда относится: способ построения гнезда у птиц, спаривание, выращивание потомства и др.

Существует также и приобретенное повеление, полученное индивидом в процессе его жизни. Обучение (или научение) –главный способ передачи приобретенного поведения от одного поколения к другому.

Способность индивида управлять своими познавательными способностями, чтобы выжить при неожиданных изменениях среды обитания, является интеллектом. Роль научения и интеллекта в поведении возрастает с совершенствованием нервной системы — увеличением коры головного мозга. Для человека — это определяющий механизм эволюции. Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая мистичность вида.

Совместное действие экологических факторов на организм человека

В комплексном влиянии среды воздействие различных факторов для организмов неравноценно. Их можно подразделить на главные, сопутствующие и второстепенные. Ведущие факторы различны для разных организмов, если даже они живут в одном месте. В роли ведущего фактора на разных этапах жизни организма могут выступать то одни, то другие элементы среды. Например, в жизни многих культурных растений, таких, как злаки, в период прорастания ведущим фактором является температура, в период колошения и цветения — почвенная влага, в период созревания — количество питательных веществ и влажность воздуха. Роль ведущего фактора в разное время года может меняться.

Ведущий фактор может быть неодинаков у одних и тех же видов, живущих в разных физико-географических условиях.

Понятие о ведущих факторах нельзя смешивать с понятием о лимитирующих факторах. Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма, называется лимитирующим. Действие лимитирующего фактора будет проявляться и в том случае, когда другие факторы среды благоприятны или даже оптимальны. Лимитирующими могут выступать как ведущие, так и второстепенные экологические факторы.

Закон минимума Либиха относится ко всем влияющим на организм абиотическим и биотическим факторам. Это может быть, например, конкуренция со стороны другого вида, присутствие хищника и паразита. Сформулированный закон действует как в отношении растений, так и животных.

Лимитирующим фактором может быть не только недостаток, на что указывал Либих, но и избыток таких факторов, как, например, тепло, свет и вода. Как отмечалось ранее, организмы характеризуются экологическим минимумом и максимумом. Диапазон между этими двумя величинами принято называть пределами устойчивости, или толерантности.

В общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам, переносимым данным организмом (1913 г.). Эти два предела называют пределами толерантности.

Рис. 3. Влияние загрязняющего атмосферный воздух вещества на организм человека. Макс — максимальная жизненная активность; Доп — допустимая жизненная активность; Опт — оптимальная (не влияющая на жизненную активность) концентрация вредного вещества; ПДК — предельно допустимая концентрация вещества, существенно не изменяющая жизненную активность; Лет — летальная концентрация

Концентрация влияющего фактора (вредного вещества) на рис. 5.2 обозначена символом С. При значениях концентрации С = С_лет человек погибнет, но необратимые изменения в его организме произойдут при значительно меньших значениях С = С_пдк. Следовательно, диапазон толерантности ограничивается именно значением С_пдк= С_лим. Отсюда, С_пдкнеобходимо определить экспериментально для каждого загрязняющего или любого вредного химического соединения и не допускать превышения его С_плк в конкретной среде обитания (жизненной среде).

В охране окружающей среды важны именно верхние пределы устойчивости организма к вредным веществам.

Таким образом, фактическая концентрация загрязняющего вещества С_факт не должна превышать С_пдк (С_факт ≤ С_пдк = С_лим).

Ценность концепции лимитирующих факторов (С_лим) состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций. Если для организма характерен широкий диапазон толерантности к фактору, отличающемуся относительным постоянством, и он присутствует в среде в умеренных количествах, то такой фактор вряд ли является лимитирующим. Наоборот, если известно, что тот или иной организм обладает узким диапазоном толерантности к какому-то изменчивому фактору, то именно этот фактор и заслуживает внимательного изучения, так как он может быть лимитирующим.

Читайте также: