Как на жизнедеятельности организмов проявляется взаимодействие абиотических факторов среды кратко

Обновлено: 07.07.2024

По отношению к факторам среды различают виды теплолюбивые и холодоустойчивые, влаго- и сухолюбивые, приспособленные к высокой и низкой солености воды. Отклонение интенсивности одного какого либо фактора от оптимальной величины может сузить пределы выносливости к другому.
Правило Либиха
Фактор, находящийся в недостатке или избытке по сравнению с оптимальной величиной, называют ограничивающим, поскольку он делает невозможным процветание вида в данных условиях.
Например, низкая влажность делает экваториальные пустыни малонаселенными, хотя по остальным факторам (освещенность, температура, наличие микроэлементом) показатели удовлетворительны.

Остальные или распространены достаточно , или встречаются, но зубр занесен в Красную книгу Международного союза охраны природы и Беларуси

Дифтерия,туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, столбняк, сальмонеллёз и много др..

Ангина. Стрептококки проникают воздушно-капельным путём. Чтобы не заболеть нужно стараться не контактировать с людьми, болеющими ангиной, тщательно мыть продукты перед употреблением и укреплять иммунитет.

Дифтерия. Палочковидная грамположительная бактерия, проникающая капельным путем. Чтобы не заболеть этой болезнью, нужно выработать сильный иммунитет, если его нет то понадобится вакцинация анатоксином, благодаря которому появится иммунитет, защищающий от данной болезни.

Туберкулёз. Палочка Коха, передающаяся капельным путем. Своевременное обследование в поликлинике, делать флюорографию, естественно ни в коем случае не контактировать с больными, укреплять иммунитет.

Холера. Бактерия в виде запятой проникает с помощью фекальных загрязнений:

а) через воду или продукты, загрязнённые экскрементами больных;
б) через загрязнённые предметы;
в) переносчиками могут быть насекомые, например мухи, перелетающие с фекалий на продукты.

Не заболеть холерой поможет соблюдение гигиены, содержание дома в чистоте и порядке.

Пищевые отравления бактериального происхождения (гастроэнтерит или сальмонеллёз). Бактерия-палочка проникает через мясные продукты, полученные от больных животных, в основном через домашнюю птицу и свинину, просроченные продукты питания, также и через фекальные загрязнения. Чтобы не узнать что такое отравление, необходимо правильно, рационально питаться, соблюдать правила гигиены.

Столбняк. Палочковидная бактерия может проникнуть при глубоких ранениях и повреждениях кожи и слизистых оболочек, ожогах и обморожениях, из-за ранения нестирильными предметами, укусов ядовитых животных, пауков и т. д. Лучшей профилактикой столбняка является выработка активного иммунитета. Для этого человеку вводят вакцину (столбнячный анатоксин), то есть ослабленный в результате определенной обработки токсин столбнячного микроба. В ответ на него в организме вырабатываются защитные антитела - иммунитет.

Неживая природа косвенно либо напрямую влияет на все живые организмы. Существенное изменение температуры, света, влажности и прочих абиотических факторов может оказаться для живого существа критическим и даже привести к его гибели. Узнаем подробнее о факторах неживой природы и их влиянии на живой мир.

Виды абиотических факторов

Все факторы неживой природы принято делить на 6 групп:

Физические, они же – климатические. В эту группу включены объекты неживого мира, оказывающие влияние на формирование климата: осадки, температура, свет, атмосферное давление и прочие. Глобальные изменения климатических условий сказываются на жизни флоры и фауны всей планеты. Одни виды живых организмов расширяют свои ареалы, другие, напротив, вытесняются с привычных территорий и оказываются на грани вымирания.
Эдафические, они же – почвенно-грунтовые. Физические и физико-механические характеристики грунта оказываются важными для организмов, жизнь которых связана с почвенной средой обитания. Химические свойства почвы и видовое разнообразие обитателей определяют её плодородие.
Топографические, они же – орографические. Такие характеристики местности как рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция и крутизна склонов могут изменять климат, структуру почвы, и, следовательно, воздействовать на живых существ, обитающих на конкретных территориях. К примеру, высокие горные хребты могут быть преградой на пути циклонов, защищать определенную местность от холодных ветров, и тем самым сопутствовать формированию там благоприятного для многих организмов климата.
Химические. Все живые существа крайне чувствительны к изменению химического состава окружающей среды. Газовый состав воды и воздуха, соленость вод, состав почвенного слоя и другие химические параметры среды могут оказаться решающими для живых существ при выборе места обитания.
Гидрографические. Эти факторы воздействуют на свойства и характеристики водной среды. К ним относятся: плотность воды, скорость течения, проточность, световой режим и другие. К примеру, от степени прозрачности воды зависит фотосинтез водных организмов (фитопланктона, высших растений), что в свою очередь влияет на накопление органического вещества.
Пирогенные. Пожары, возникшие естественным путем, являются одним из значимых экологических факторов, регулирующих численность и расселение живых организмов. К примеру, в местности с преобладанием растительности средиземноморского типа, пожары благоприятствуют росту травянистых растений и кустарников, возвращая в почву элементы питания. Кроме того они служат естественным барьером, препятствующим проникновению в данную экосистему пустынной растительности.

Наиболее значимые абиотические факторы

К самым важным факторам неживого мира, оказывающим воздействие на живые организмы относятся:

температура;
влажность;
солнечная радиация;
свет;
воздух.

Характеристика основных факторов неживой природы

Температура – тепловой режим, главным источником которого является солнечное излучение. В разных географических широтах уровень нагрева земной поверхности будет отличаться, поскольку он зависит от угла падения солнечных лучей. Также данный фактор характеризуется суточными и сезонными изменениями. Температура влияет на скорость протекания различных процессов в организмах, а также на географическое расселение живых существ.

Влажность воздуха – показатель содержания водяного пара в атмосфере. Вода является структурным компонентом любого живого существа. Ее потеря во время испарения или при выведении конечных продуктов обмена веществ оказывает существенное воздействие на организмы, из-за чего они вынуждены приспосабливаться к добыванию и сохранению влаги. Степень увлажненности наземных экосистем зависит от географической широты местности, сезона, времени суток и т. д.

Солнечная радиация является главным источником энергии в атмосфере и на поверхности планеты. Количество поступающего на Землю излучения неодинаково и зависит от нескольких условий: времени года, высоты солнца, прозрачности атмосферы и прочих.

Свет – видимое солнечное излучение. Освещение различной интенсивности и продолжительности влияет на важные процессы в организмах. Под воздействием света происходит фотосинтез, транспирация, фотоморфогенез, фотопериодизм и др. Благодаря свету дневные животные с помощью зрения ориентируются в пространстве.

Воздух – важнейший фактор, от которого зависит жизнь организмов. Он представляет собой смесь газов, необходимую для дыхания и водообмена живых существ. Состав воздуха может меняться как под воздействием естественных природных явлений (пожары, извержения вулканов), так и в результате антропогенного воздействия (выбросы предприятий, выхлопные газы).

Абиотическая среда (abiotic environment) — неживое физическое и химическое окружение живых организмов. А. с. составляют условия природной среды, происхождение которых непосредственно не связано с жизнедеятельностью живущих организмов. Находится в тесном единстве и взаимодействии с биотической средой. С появлением и развитием производительных сил стала подвергаться постоянно возрастающему преобразующему воздействию антропогенных факторов, что обусловило формирование антропогенной среды, а также ряд региональных и глобальных проблем ее охраны.

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ (abiotic factors) — движущие силы совершающихся в природе процессов, происхождением связанные с силами, явлениями и объектами неорганического мира (абиотической средой) . К А. ф. относятся климатические, физические, химические и др. факторы. Совокупность А. ф. определяет зональность распространения организмов, влияет на их сезонные ритмы. Действуют А. ф. в едином комплексе с биотическими факторами и антропогенными факторами. Рациональная корректировка или модификация влияния А. ф. способствует обогащению и улучшению природной среды, многие вопросы охраны природы не могут успешно решаться без учета их действия.

Основные абиотические факторы: солнечный свет, температура, влажность.

Влияние солнечного света

Солнечный свет — основной источник энергии для фотосинтеза, поддержания теплового баланса, водного обмена, а также одно из условий ориентировки в пространстве.

■ Свет для организмов выступает в роли важнейшего сигнального фактора, обусловливающего фотопериодизм.

■Биологическое действие солнечного света зависит от его спектрального состава, интенсивности, продолжительности, суточной и сезонной периодичности.

Неравнозначность различных участков спектра (видимого света, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей) по биологическому действию:

■ видимый свет (длина волны от 0,40 до 0,75 мкм), или фото синтетически активная радиация (ФАР), нужен зеленым растениям для образования хлорофилла, он влияет на газообмен и транспирацию, стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот, повышает активность ряда светочувствительных ферментов; у животных используется для видения и ориентации в окружающей среде; обеспечивают фотопериодизм и биологические ритмы; вместе с температурой влияет на деление и растяжение клеток, ростовые процессы, развитие растений, определяет сроки цветения и плодоношения и т.д.;

■ жесткие УФ-лучи (длина волны менее 0,29 мкм) губительны для всего живого и задерживаются озоновым слоем; УФ-лучи оказывают мутагенное и бактерицидное действие; небольшое количество этих лучей используется животными для синтеза витамина D (профилактика рахита) и меланина в коже;

■ инфракрасные лучи (длина волны более 0,75 мкм) вызывают нагревание организмов, усиливая теплообмен и транспирацию: являются источником тепла для пойкилотермных животных, вызывают таяние снега и т.п.

❖ Экологические группы организмов по отношению к свету:

■ растения делят на светолюбивые (гелиофиты; сильное затенение действует на них угнетающе), тенелюбивые (сциофиты, для них приемлема слабая освещенность) и теневыносливые (факультативные глиофиты, имеющие широкую амплитуду выносливости по отношению к свету);

■ животных по проявлению активности в зависимости от уровня освещенности делят на дневных, сумеречных и ночных.

Фотопериодизм — реакция организмов на суточный ритм освещения и сезонные изменения длины дня и ночи, проявляющаяся в колебании интенсивности и характера физиологических процессов.

■ Под фотопериодическим контролем находятся практически все метаболические процессы, связанные с ростом, развитием, жизнедеятельностью и размножением растений и животных.

❖ Примеры фотопериодизма:

■ у растений:
— суточная ритмичность, обусловленная сменой дня и ночи: периодическое открытие и закрытие цветков (хлопчатник, лен, душистый табак), усиление или ослабление физиологических и биохимических процессов фотосинтеза, скорости деления клеток и др;
— сезонная ритмичность: усиление или ослабление роста и смена фаз развития (распускание почек, цветение, плодоношение, листопад и т. п.);

■ у животных:
— суточная ритмичность: суточные ритмы в чередовании сна и бодрствования, яйценоскость кур и др.;
— сезонная ритмичность: прилеты и отлеты, гнездование и смена оперения птиц, линька млекопитающих, периодичность спаривания и размножения, впадение в зимнюю спячку некоторых животных и т.д.

■ у человека суточные ритмы выражаются в чередовании сна и бодрствования и колебаниях свыше трехсот показателей: температуры тела (в пределах 0,7-0,8 °С), активности коры головного мозга, циклах деятельности сердца и почек, артериального давления, свертываемости крови и т.д.

Классификация растений по типу фотопериодической реакции (ФПР):

■ растения короткого дня (произрастают преимущественно в северных широтах): им для перехода к цветению требуется 12 ч и менее светлого времени в сутки (конопля, капуста, хризантемы, табак, рис);
■ растения длинного дня (произрастают преимущественно в южных широтах): для цветения и дальнейшего развития им нужна продолжительность беспрерывного светового периода более 12 ч в сутки (пшеница, лен, лук, картофель, овес, морковь);
■ фотопериодически нейтральные растения: для них длина фотопериода безразлична, и цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (виноград, томаты, одуванчики, гречиха, флоксы и др.).

На фотопериодическую реакцию организмов заметное влияние могут оказывать температура и влажность среды.
■ Пример: при 28,5 °С для цветения белены требуется освещение в течение 11,5 ч, при 15,5 °С — в течение 8,5 ч.

❖ Классификация животных по типу ФПР:
■ дневные животные проявляют наибольшую активность днем, ночью спят (жаворонки, волки, зайцы);
■ ночные животные ведут активную жизнь только в ночных условиях (летучие мыши, совы, крыланы);
■ животные, постоянно обитающие в полной темноте (паразиты кишечника, крот).

Биологические ритмы (биоритмы) — выработавшиеся на основе фотопериодизма периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений.

Биологические часы — способность живых организмов ощущать суточные, приливно-отливные, лунные и годичные циклы природы и тем самым ориентироваться во времени.

■ Биологические часы позволяют организму заранее подготовиться к предстоящим изменениям среды.

❖ Классификация биоритмов:
■ годичные, или цирканные (распускание почек, линька и др.);
■ лунные (менструальный цикл у человека);
■ приливно-отливные (открывание и закрывание раковин у моллюсков в полосе прибоя);
■ суточные, или циркадные (открывание и закрывание устьиц на листьях).

Практическое использование фотопериодизма и биоритмов: подбором режимов освещения и температуры, наиболее соответствующих биоритмам, можно заметно повысить продуктивность животных и растений. Примеры, увеличение зимой светового дня до 12—15 ч за счет искусственного освещения позволяет выращивать в теплицах, оранжереях и парниках овощные культуры и декоративные растения, ускорить рост и развитие рассады, на птицефермах — увеличить яйценоскость кур, уток, гусей, на зверофермах — регулировать размножение пушных зверей.

Влияние температуры

Температура влияет на скорость и характер протекания всех химических реакций, составляющих обмен веществ в организме.

Температура организма зависит от:
■ количества тепла, выделяющегося в организме в реакциях метаболизма,
■ температуры окружающей среды (она достигает +50…+60 °С в пустынях и -70…-80 °С в Антарктиде),
■ интенсивности теплообмена между организмом и средой.

Температурные пределы жизни определяются условиями, при которых не происходят денатурация белков и отсутствуют необратимые изменения коллоидных свойств цитоплазмы, нарушения активности ферментов и процессов дыхания.

■ Для большинства организмов этот диапазон температур составляет от 0 до +50 °С; значительно большие адаптационные возможности присущи организмам по отношению к сезонно повторяющимся изменениям температуры.

■ Однако ряд организмов, обладающий специализированными ферментами, может активно существовать при температурах, выходящих за указанные пределы. Так, многие низшие организмы способны выдерживать очень низкие температуры благодаря высокой концентрации в цитоплазме их клеток солей, глицерина, сахара и сниженного содержания воды.

❖ Классификация организмов по отношению к высокой и низкой температуре окружающей среды:

■ термофилы — организмы, оптимальные условия жизнедеятельности которых лежат в области относительно высоких температур;

■ криофилы — организмы, оптимальные условия жизнедеятельности которых лежат в области относительно низких температур.

❖ Классификация организмов по температуре тела:

-пойкилотермные (эктотермные, или холоднокровные) организмы — организмы, не обладающие способностью терморегуляции своего тела. Активность пойкилотермных организмов зависит от количества тепла, поступающего извне, а температура их тела — от температуры окружающей среды. Примеры: все микроорганизмы, растения, беспозвоночные и большая часть хордовых животных;

гомойотермные (эндотермные, или теплокровные) организмы — организмы, у которых температура тела поддерживается на постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды. Примеры: птицы, млекопитающие, человек.

■ Источником тепла у эндотермных организмов являются процессы интенсивного обмена веществ; поддержанию температуры тела постоянной способствует хорошая тепловая изоляция, создаваемая волосяным покровом, плотным оперением, толстым слоем подкожной жировой ткани.

■ Важную роль в интенсификации обменных процессов у го-мойотермных организмов играют четырехкамерное сердце, полное разделение артериальной и венозной крови и совершенные органы дыхания.

■ Свойство эндотермности позволяет многим видам животных (белым медведям, ластоногим, пингвинам и др.) вести активный образ жизни при низких температурах.

Гетеротермия — свойство некоторых организмов изменять температуру своего тела в зависимости от активности организма.

В неблагоприятный период года эти животные впадают в спячку или временное оцепенение.

■ Примеры: некоторые мелкие птицы и млекопитающие (насекомоядные, летучие мыши, суслики, ежи и др.).

Температурные адаптации растений

❖ Опасность высоких температур для растений: при повышении температуры за пределы зоны угнетения происходят:
■ сильное обезвоживание и иссушение растений,
■ ожоги,
■ разрушение хлорофилла,
■ необратимые расстройства дыхания,
■ тепловая денатурация белков,
■ коагуляция цитоплазмы и гибель растения.

❖ Опасность низких температур для растений. При понижении температуры:
■ тормозятся процессы роста растений, фотосинтеза, образования хлорофилла,
■ снижается энергетическая эффективность дыхания,
■ резко замедляется скорость развития растения;
■ при отрицательных температурах в межклетниках и клетках замерзает вода, в результате чего клетки обезвоживаются и механически повреждаются;
■ при дальнейшем понижении температуры происходит коагуляция белков,
■ разрушается цитоплазма и растение гибнет.

Температурные адаптации животных

❖ Основные пути температурных адаптаций животных:

■ химическая терморегуляция — усиленное образование тепла в ответ на понижение температуры среды;

■ физическая терморегуляция — изменение интенсивности теплоотдачи, способность удерживать тепло или, наоборот, рассеивать его избыток;

■ поведенческая терморегуляция (избегание неблагоприятных температур путем миграции или передвижения на освещенные или теневые участки; а также изменение поведения более сложным образом: зимняя спячка, анабиоз).

❖ Способы физической терморегуляции:

■ путем рефлекторного сужения и расширения кровеносных сосудов кожи, меняющих ее теплопроводность;

■ изменением теплоизолирующих свойств меха и перьевого покрова тела;

■ изменением интенсивности испарения воды путем потоотделения или через влажные оболочки полости рта (у собак и др.);

■ сезонным изменением толщины подкожного жирового слоя (у некоторых животных).

❖ Особенности и температурные адаптации пойкилотермных животных

■ Эти животные характеризуются более низким уровнем обмена веществ по сравнению с гомойотермными, поэтому у них вырабатывается мало тепла, что делает невозможной химическую и физическую терморегуляцию.

■ Основной способ терморегуляции пойкилотермных животных — поведенческий (перемена позы, активный поиск благоприятных климатических условий, смена мест обитания, самостоятельное создание нужного микроклимата: сооружение гнезд, рытье нор, оцепенение, анабиоз и т.д.).

■ Некоторые пойкилотермные животные (например, шмели) способны поддерживать оптимальную температуру тела за счет повышения или понижения активности работы мышц.

Оцепенение — состояние, характеризующееся неподвижностью животного, прекращением его питания и резким снижением всех физиологических функций. Пониженный уровень обмена веществ поддерживается за счет запасов энергии (жира), накопленных в активном периоде.

■ Оцепенение позволяет животным пережить неблагоприятные условия (высокую или низкую температуру, отсутствие воды, пиши и др.).

■ Оно присуще насекомым, лягушкам, ряду млекопитающих (ежам, барсукам), впадающим в зимнюю спячку, а также некоторым пустынным грызунам, черепахам и др., впадающим в спячку летом из-за жары и недостатка воды.

Анабиоз — такое состояние некоторых живых организмов, при котором все их жизненные процессы настолько замедлены, что видимые проявления жизни отсутствуют.

■ В этом состоянии повышается устойчивость организмов к высокой или низкой температуре, недостатку кислорода и влаги, действию ядовитых веществ, ионизирующих излучений и др.

■ В состоянии анабиоза организмы могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет.

■ В анабиоз могут впадать многие бактерии (образуют споры), простейшие (образуют цисты), низшие ракообразные.

Экологическая роль воды

Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле.

❖ Значение воды в процессах жизнедеятельности:

■ вода — основная среда в клетке, где осуществляются процессы метаболизма; все живые организмы на 70-90% состоят из воды;

■ она является универсальным растворителем;

■ она служит важнейшим исходным, промежуточным или конечным продуктом биохимических реакций;

■ для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов она является непосредственной средой их обитания. Наземным организмам (особенно растениям) необходимо постоянно пополнять внутренние запасы воды из-за ее потерь при испарении. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги.

Недостаток влаги ограничивает области жизнедеятельности и географического распространения наземных организмов как в пределах отдельной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зональность (смена лесов степями, степей — полупустынями и пустынями).

❖ Основные экологические факторы, определяющие водо-обеспечение наземных организмов:
■ количество атмосферных осадков,
■ их распределение по временам года,
■ наличие водоемов,
■ уровень грунтовых вод, запасы почвенной влаги,
■ соотношение между количеством осадков и скоростью испарения.

Аридные (сухие, засушливые) области — области, в которых испарение превышает годовую величину суммы осадков.

■ В таких областях растения испытывают недостаток влаги в течение большей части вегетационного периода.

Гумидные (влажные) области — области, в которых обеспеченность растений водой достаточна в течение всего вегетационного периода.

❖ Экологические группы растений по отношению к влаге:
■ гигрофиты,
■ мезофиты,
■ ксерофиты.

Гигрофиты — растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы.
■ Гигрофиты не имеют приспособлений, ограничивающих расход воды, и не способны переносить даже незначительную ее потерю.
■ Избыточная влага у гигрофитов удаляется за счет транспирации и гуттации.

Транспирация — физиологический процесс испарения воды растениями. Основной орган транспирации — лист с имеющимися на нем устьицами. Транспирация возможна и через кутикулу -тонкую пленку, покрывающую кожицу растения.

Гуттация — выделение воды из растения через специальные выделительные клетки, расположенные по краю листа.

Ксерофиты — растения сухих местообитаний (пустынь, сухих степей, саванн и т.п.), способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными.

❖ Способы преодоления недостатка влаги ксерофитами:
■ эффективное добывание (всасывание) воды,
■ экономное ее расходование,
■ способность переносить большие потери воды.

Склерофиты — имеющие своеобразный внешний облик ксерофиты с мелкими, узкими, жесткими листьями с толстой кутикулой, с многослойным толстостенным эпидермисом, с большим количеством механических тканей.
■ Листья склерофитов даже при большой потере воды не теряют упругости и тургора.
■ Клетки листа склерофита мелкие и плотно упакованы, что значительно сокращает испаряющую поверхность.

Суккуленты — ксерофиты с сочными мясистыми листьями или стеблями, содержащими сильно развитую водоносную ткань.
■ Различают листовые суккуленты (агавы, алоэ) и стеблевые суккуленты, у которых листья редуцированы, а надземные части представлены мясистыми’стеблям и (кактусы и др.).
■ Фотосинтез у стеблевых суккулентов осуществляется периферическим слоем паренхимы стебля, содержащим хлорофилл.

Мезофиты — растения, занимающие промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами.
■ Мезофиты распространены в умеренно влажных и умеренно теплых зонах с хорошей обеспеченностью минеральным питанием.
■ Могут адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды.

Регуляция водного баланса у животных происходит благодаря ряду поведенческих, морфологических и физиологических адаптаций (см. таблицу).

Читайте также: