Vplyv neživých faktorov na živé organizmy. Predmety neživej prírody. Environmentálne faktory životného prostredia
Život organizmov závisí od mnohých podmienok: teploty. osvetlenie, vlhkosť, iné organizmy. Bez prostredia nie sú živé organizmy schopné dýchať, jesť, rásť, vyvíjať sa ani rodiť potomstvo.
Environmentálne faktory životného prostredia
Životné prostredie je biotopom organizmov s určitým súborom podmienok. V prírode je rastlinný alebo živočíšny organizmus vystavený vzduchu, svetlu, vode, horninám, hubám, baktériám, iným rastlinám a živočíchom. Všetky uvedené zložky životného prostredia sa nazývajú environmentálne faktory. Ekologická veda študuje vzťahy medzi organizmami a ich prostredím.
Vplyv faktorov neživej prírody na rastliny
Nedostatok alebo prebytok akéhokoľvek faktora deprimuje telo: znižuje rýchlosť rastu a metabolizmu, čo spôsobuje odchýlky od normálneho vývoja. Jedným z najdôležitejších environmentálnych faktorov, najmä pre rastliny, je svetlo. Jeho nedostatok negatívne ovplyvňuje fotosyntézu. Rastliny pestované pri nedostatočnom osvetlení majú bledé, dlhé a nestabilné výhonky. Pri silnom svetle a vysokých teplotách vzduchu sa rastliny môžu popáliť, čo vedie k odumretiu tkaniva.
Keď teplota vzduchu a pôdy klesne, rast rastlín sa spomalí alebo úplne zastaví, listy vädnú a sčernejú. Nedostatok vlahy vedie k vädnutiu rastlín a jej nadbytok sťažuje dýchanie koreňov.
Rastliny sa prispôsobili životu pod veľmi rôzne významy faktory prostredia: od jasného svetla po tmu, od mrazu po teplo, od množstva vlhkosti po extrémne sucho.
Rastliny rastúce na svetle sú podsadité, s krátkymi výhonkami a listami v tvare ružice. Ich listy sú často lesklé, čo pomáha odrážať svetlo. Výhonky rastlín rastúcich v tme sú pretiahnuté na výšku.
V púšti, kde sú vysoké teploty a nízka vlhkosť, sú listy malé alebo úplne chýbajú, čo bráni odparovaniu vody. U mnohých púštnych rastlín sa vyvíja biele dospievanie, ktoré pomáha odrážať slnečné svetlo a chráni pred prehriatím. V chladnom podnebí sú bežné plazivé rastliny. Ich výhonky s púčikmi prezimujú pod snehom a nie sú vystavené nízkym teplotám. V mrazuvzdorných rastlinách sa organické látky hromadia v bunkách, čím sa zvyšuje koncentrácia bunkovej šťavy. Vďaka tomu je rastlina v zime odolnejšia.
Vplyv neživých faktorov na zvieratá
Život zvierat závisí aj od faktorov neživej prírode. Pri nepriaznivých teplotách sa rast a dospievanie zvierat spomaľuje. Adaptácie na chladné podnebie zahŕňajú páperie, perie a vlnu u vtákov a cicavcov. Veľký význam pri regulácii telesnej teploty majú behaviorálne charakteristiky zvierat: aktívny pohyb na miesta s priaznivejšími teplotami, vytváranie úkrytov, zmeny aktivity v rôznych obdobiach roka a dňa. Aby prežili nepriaznivé zimné podmienky, medvede, šelmy a ježkovia sa ukladajú na zimný spánok. Počas najväčších horúčav sa veľa vtákov schováva v tieni, rozťahuje krídla a otvára zobáky.
Zvieratá, ktoré žijú v púšti, majú rôzne úpravy, aby sa vyrovnali so suchým vzduchom a vysoká teplota. Korytnačka slonia ukladá vodu do močového mechúra. Mnoho hlodavcov sa uspokojí s vodou len z chudoby. Hmyz, aby unikol prehriatiu, pravidelne stúpa do vzduchu alebo sa zahrabáva do piesku. U niektorých cicavcov sa voda tvorí zo zásobného tuku (ťavy, tučné ovce, tučnochvosté jerboy).
Príroda je všetko, čo nás obklopuje a čo lahodí oku. Od staroveku sa stal predmetom výskumu. Vďaka nej boli ľudia schopní pochopiť základné princípy vesmíru a urobiť pre ľudstvo nepredstaviteľné množstvo objavov. Dnes možno prírodu podmienečne rozdeliť na živú a neživú so všetkými prvkami a vlastnosťami, ktoré sú vlastné týmto typom.
Neživá príroda je akousi symbiózou najjednoduchších prvkov, všetkých druhov látok a energií. Patria sem zdroje, kamene, prírodné javy, planéty a hviezdy. Neživá príroda sa často stáva predmetom štúdia chemikov, fyzikov, geológov a iných vedcov.
Mikroorganizmy sú schopné prežiť takmer v akomkoľvek prostredí, kde je voda. Sú prítomné aj v tvrdých horninách. Charakteristickým znakom mikroorganizmov je schopnosť rýchlo a intenzívne sa rozmnožovať. Všetky mikroorganizmy majú horizontálny prenos génov, to znamená, že na šírenie svojho vplyvu nemusí mikroorganizmus odovzdávať gény svojim potomkom. Môžu sa rozvíjať pomocou rastlín, zvierat a iných živých organizmov. Práve tento faktor im umožňuje prežiť v akomkoľvek prostredí. Niektoré mikroorganizmy dokážu prežiť aj vo vesmíre.
Je potrebné rozlišovať medzi užitočnými mikroorganizmami a škodlivými. Prospešné prispievajú k rozvoju života na planéte, zatiaľ čo škodlivé vznikajú na jeho zničenie. Ale v niektorých prípadoch môžu byť škodlivé mikroorganizmy prospešné. Niektoré vírusy sa napríklad používajú na liečbu závažných ochorení.
Zeleninový svet
Svet rastlín je dnes veľký a mnohostranný. V súčasnosti existuje veľa prírodných parkov, ktoré sú hostiteľmi veľkého množstva úžasných rastlín. Bez rastlín nemôže existovať život na Zemi, pretože vďaka nim sa vyrába kyslík, ktorý je potrebný pre väčšinu živých organizmov. Rastliny tiež absorbujú oxid uhličitý, ktorý poškodzuje klímu planéty a ľudské zdravie.
Rastliny sú mnohobunkové organizmy. Dnes si bez nich nemožno predstaviť žiadny ekosystém. Rastliny slúžia nielen ako prvok krásy na Zemi, ale sú veľmi prospešné aj pre človeka. Okrem výroby čerstvý vzduch rastliny slúžia ako cenný zdroj potravy.
Bežne možno rastliny rozdeliť podľa vlastností potravín: tie, ktoré sa dajú jesť, a tie, ktoré nie. Jedlé rastliny zahŕňajú rôzne bylinky, orechy, ovocie, zeleninu, obilniny a niektoré riasy. Medzi nejedlé rastliny patria stromy, mnohé okrasné trávy a kríky. Tá istá rastlina môže súčasne obsahovať jedlý aj nejedlý prvok. Napríklad jabloň a jablko, krík ríbezlí a bobule ríbezlí.
Svet zvierat
Fauna je úžasná a rozmanitá. Predstavuje celú faunu našej planéty. Charakteristické znaky zvierat sú schopnosť pohybovať sa, dýchať, jesť a rozmnožovať sa. Počas existencie našej planéty mnoho zvierat zmizlo, mnohé sa vyvinuli a niektoré sa jednoducho objavili. Dnes sú zvieratá rozdelené do rôznych klasifikácií. V závislosti od ich biotopu a spôsobu prežitia ide o vodné vtáctvo alebo obojživelníky, mäsožravce alebo bylinožravce atď. Zvieratá sú tiež klasifikované v závislosti od stupňa domestikácie: divoké a domáce.
Divoké zvieratá sa vyznačujú voľným správaním. Medzi nimi sú bylinožravce aj mäsožravce, ktoré sa živia mäsom. V rôznych častiach planéty žije široká škála živočíšnych druhov. Všetci sa snažia prispôsobiť miestu, v ktorom žijú. Ak sú to ľadovce a vysoké hory, potom bude sfarbenie zvierat svetlé. V púšti a stepi prevláda okrová farba. Každé zviera sa snaží prežiť všetkými potrebnými prostriedkami a zmena farby jeho srsti alebo peria je hlavným dôkazom adaptácie.
Aj domáce zvieratá boli kedysi divoké. Ale človek si ich pre svoje potreby skrotil. Začal chovať ošípané, kravy a ovce. Začal používať psy ako ochranu. Pre zábavu krotil mačky, papagáje a iné zvieratá. Význam domácich miláčikov v živote človeka je veľmi vysoký, ak nie je vegetarián. Zo zvierat dostáva mäso, mlieko, vajcia a vlnu na oblečenie.
Živá a neživá príroda v umení
Človek si prírodu vždy vážil a vážil si ju. Chápe, že jeho existencia je možná len v súlade s ňou. Preto existuje veľa diel veľkých umelcov, hudobníkov a básnikov o prírode. Niektorí umelci, v závislosti od ich priľnavosti k jednému alebo druhému prvku prírody, vytvorili svoje vlastné hnutia v umení. Objavili sa také smery ako krajina a zátišie. Veľký taliansky skladateľ Vivaldi venoval veľa svojich diel prírode. Jedným z jeho vynikajúcich koncertov je „The Seasons“.
Príroda je pre človeka veľmi dôležitá. Čím viac sa o ňu stará, tým viac dostáva na oplátku. Musíte ju milovať a rešpektovať, a potom bude život na planéte oveľa lepší!
Vplyv prostredia na organizmus.
Každý organizmus je otvorený systém, čo znamená, že prijíma hmotu, energiu, informácie zvonku a je teda úplne závislý od prostredia. To sa odráža v zákone, ktorý objavil ruský vedec K.F. Roulier: „Výsledky vývoja (zmeny) akéhokoľvek objektu (organizmu) sú určené pomerom jeho vnútorných charakteristík a charakteristík prostredia, v ktorom sa nachádza. Tento zákon sa niekedy nazýva prvý environmentálny zákon, pretože je univerzálny.
Organizmy ovplyvňujú životné prostredie zmenou plynného zloženia atmosféry (H: v dôsledku fotosyntézy), podieľajú sa na tvorbe pôdy, reliéfu, klímy atď.
Hranicu vplyvu organizmov na biotop popisuje ďalší ekologický zákon (Kurazhkovsky Yu.N.): každý typ organizmu, ktorý spotrebúva látky, ktoré potrebuje z prostredia a uvoľňuje do neho produkty svojej životnej činnosti, ho mení v takým spôsobom, že sa biotop stane nevhodným pre svoju existenciu.
1.2.2. Enviromentálne faktory prostredia a ich klasifikácia.
Súbor jednotlivých prvkov prostredia, ktoré ovplyvňujú organizmy aspoň v jednom stupni individuálneho vývoja, sa nazývajú enviromentálne faktory.
Podľa povahy pôvodu sa rozlišujú abiotické, biotické a antropogénne faktory. (Snímka 1)
Abiotické faktory- sú to vlastnosti neživej prírody (teplota, svetlo, vlhkosť, zloženie vzduchu, vody, pôdy, prirodzené radiačné pozadie Zeme, terén) atď., ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú živé organizmy.
Biotické faktory- to všetko sú formy vzájomného ovplyvňovania živých organizmov. Vplyv biotických faktorov môže byť priamy aj nepriamy, vyjadrený zmenami podmienok prostredia, napríklad zmenami zloženia pôdy pod vplyvom baktérií alebo zmenami mikroklímy v lese.
Vzájomné prepojenia medzi jednotlivými druhmi organizmov sú základom existencie populácií, biocenóz a biosféry ako celku.
Predtým bol vplyv človeka na živé organizmy tiež klasifikovaný ako biotické faktory, ale teraz sa rozlišuje osobitná kategória faktorov generovaných človekom.
Antropogénne faktory- to všetko sú formy činnosti ľudskej spoločnosti, ktoré vedú k zmenám prírody ako biotopu a iných druhov a priamo ovplyvňujú ich život.
Ľudskú činnosť na planéte treba označiť za zvláštnu silu, ktorá má priame aj nepriame účinky na prírodu. Priame vplyvy zahŕňajú ľudskú spotrebu, rozmnožovanie a osídľovanie jednotlivých druhov živočíchov a rastlín, ako aj vytváranie celých biocenóz. Nepriamy vplyv sa uskutočňuje zmenou biotopu organizmov: podnebie, riečny režim, pôdne podmienky atď. S rastom populácie a technologickou úrovňou ľudstva sa neustále zvyšuje podiel antropogénnych faktorov prostredia.
Faktory prostredia sa líšia v čase a priestore. Niektoré environmentálne faktory sa považujú za relatívne konštantné počas dlhých časových období vo vývoji druhov. Napríklad gravitácia, slnečné žiarenie, zloženie soli oceánu. Väčšina faktorov prostredia – teplota vzduchu, vlhkosť, rýchlosť vzduchu – je veľmi premenlivá v priestore a čase.
V súlade s tým sa environmentálne faktory v závislosti od pravidelnosti expozície delia na (snímka 2):
· pravidelne periodicky , ktorá mení silu nárazu v dôsledku dennej doby, ročného obdobia alebo rytmu prílivu a odlivu v oceáne. Napríklad: pokles teploty v miernom klimatickom pásme severnej zemepisnej šírky s nástupom zimy atď.
· nepravidelne periodicky , katastrofické javy: búrky, zrážky, povodne a pod.
· neperiodický, vznikajúce spontánne, bez jasného vzoru, jednorazové. Napríklad vznik novej sopky, požiare, ľudská činnosť.
Každý živý organizmus je teda ovplyvňovaný neživou prírodou, organizmami iných druhov, vrátane človeka, a následne ovplyvňuje každú z týchto zložiek.
V poradí sú faktory rozdelené na primárny A sekundárne .
Primárny environmentálne faktory na planéte vždy existovali, dokonca ešte predtým, ako sa objavili živé bytosti, a všetky živé veci sa týmto faktorom prispôsobili (teplota, tlak, príliv a odliv, sezónna a denná frekvencia).
Sekundárne faktory prostredia vznikajú a menia sa v dôsledku variability primárnych faktorov prostredia (zákal vody, vlhkosť vzduchu a pod.).
Na základe ich účinku na telo sú všetky faktory rozdelené na faktory priamej akcie A nepriamy .
Podľa miery zásahu sa delia na letálne (vedúce k smrti), extrémne, obmedzujúce, rušivé, mutagénne, teratogénne, vedúce k deformáciám počas individuálneho vývoja.
Každý environmentálny faktor je charakterizovaný určitými kvantitatívnymi ukazovateľmi: sila, tlak, frekvencia, intenzita atď.
1.2.3. Vzorce pôsobenia faktorov prostredia na organizmy. Limitujúci faktor. Liebigov zákon minima. Shelfordov zákon tolerancie. Doktrína ekologických optimov druhov. Interakcia faktorov prostredia.
Napriek rôznorodosti environmentálnych faktorov a rôzneho charakteru ich pôvodu existujú určité všeobecné pravidlá a vzorce ich vplyvu na živé organizmy. Akýkoľvek faktor prostredia môže ovplyvniť telo nasledujúcim spôsobom(Šmykľavka):
· zmeniť geografické rozšírenie druhov;
· zmeniť plodnosť a úmrtnosť druhov;
· spôsobiť migráciu;
· podporovať vznik adaptačných vlastností a adaptácií u druhov.
Pôsobenie faktora je najúčinnejšie pri určitej hodnote faktora, ktorá je pre organizmus optimálna, a nie pri jeho kritických hodnotách. Pozrime sa na vzorce pôsobenia faktora na organizmy. (Šmykľavka).
Závislosť výsledku pôsobenia faktora prostredia od jeho intenzity, priaznivý rozsah pôsobenia faktora prostredia je tzv. optimálna zóna (bežné životné aktivity). Čím výraznejšia je odchýlka pôsobenia faktora od optima, tým viac tento faktor inhibuje životnú aktivitu populácie. Tento rozsah sa nazýva zóna útlaku (pesimum) . Maximálne a minimálne prenosné hodnoty faktora sú kritické body, za ktorými už nie je možná existencia organizmu alebo populácie. Rozsah pôsobenia faktora medzi kritickými bodmi sa nazýva pásmo tolerancie (výdrž) tela vo vzťahu k tomuto faktoru. Bod na osi x, ktorý zodpovedá najlepšiemu ukazovateľu vitálnej aktivity organizmu, znamená optimálnu hodnotu faktora a je tzv. optimálny bod. Keďže je ťažké určiť optimálny bod, zvyčajne hovoria o optimálna zóna alebo komfortná zóna. Body minima, maxima a optima sú teda tri svetové strany , ktoré určujú možné reakcie organizmu na daný faktor. Podmienky prostredia, v ktorých akýkoľvek faktor (alebo súbor faktorov) presahuje komfortnú zónu a má depresívny účinok, sa nazývajú v ekológii extrémna .
Uvažované vzory sú tzv "optimálne pravidlo" .
Aby organizmy mohli žiť, je potrebná určitá kombinácia podmienok. Ak sú všetky podmienky prostredia priaznivé, s výnimkou jedného, potom sa tento stav stáva rozhodujúcim pre život daného organizmu. Obmedzuje (obmedzuje) vývoj organizmu, preto je tzv limitujúcim faktorom . To. limitujúci faktor - faktor prostredia, ktorého význam presahuje hranice prežitia druhu.
Napríklad úhyny rýb vo vodných útvaroch v zime sú spôsobené nedostatkom kyslíka, kapry nežijú v oceáne (slaná voda) a migráciu pôdnych červov spôsobuje nadmerná vlhkosť a nedostatok kyslíka.
Spočiatku sa zistilo, že vývoj živých organizmov je obmedzený nedostatkom akejkoľvek zložky, napríklad minerálnych solí, vlhkosti, svetla atď. V polovici 19. storočia nemecký organický chemik Eustace Liebig ako prvý experimentálne dokázal, že rast rastlín závisí od živného prvku, ktorý je prítomný v relatívne minimálnom množstve. Tento jav nazval zákonom minima; volá sa aj podľa autora Liebigov zákon . (Liebigov sud).
V modernej formulácii zákon minima znie takto: Odolnosť organizmu je určená najslabším článkom v reťazci jeho environmentálnych potrieb. Ako sa však neskôr ukázalo, nielen nedostatok, ale aj nadbytok niektorého faktora môže obmedzovať napríklad stratu úrody dažďom, presýtenie pôdy hnojivami a pod. Koncept, že spolu s minimom môže byť limitujúcim faktorom aj maximum, zaviedol 70 rokov po Liebigovi americký zoológ W. Shelford, ktorý sformuloval zákon tolerancie . Podľa Podľa zákona tolerancie limitujúcim faktorom prosperity populácie (organizmu) môže byť minimálny alebo maximálny vplyv na životné prostredie a rozpätie medzi nimi určuje mieru odolnosti (medza tolerancie) alebo ekologickú valenciu organizmu. na tento faktor
Princíp limitujúcich faktorov platí pre všetky druhy živých organizmov – rastliny, živočíchy, mikroorganizmy a platí pre abiotické aj biotické faktory.
Napríklad konkurencia iného druhu sa môže stať limitujúcim faktorom pre vývoj organizmov daného druhu. V poľnohospodárstve sa často stávajú limitujúcim faktorom škodcovia a burina, pre niektoré rastliny je limitujúcim faktorom vo vývoji nedostatok (alebo absencia) zástupcov iného druhu. Do Kalifornie bol napríklad privezený zo Stredozemného mora nový druh fíg, ktorý však nepriniesol ovocie, kým odtiaľ nebol privezený jediný druh preňho opeľujúcich včiel.
V súlade so zákonom tolerancie sa akýkoľvek nadbytok hmoty alebo energie ukazuje ako znečisťujúca látka.
Prebytočná voda aj v suchých oblastiach je teda škodlivá a vodu možno považovať za bežnú znečisťujúcu látku, hoci v optimálnom množstve je absolútne nevyhnutná. Najmä prebytočná voda bráni normálnej tvorbe pôdy v černozemnej zóne.
Široká ekologická valencia druhu vo vzťahu k abiotickým environmentálnym faktorom je označená pridaním predpony „evry“ a úzkeho „steno“ k názvu faktora. Druhy, ktorých existencia si vyžaduje prísne definované podmienky prostredia, sa nazývajú stenobiont a druhy prispôsobujúce sa ekologickej situácii so širokým rozsahom zmien parametrov - eurybiont .
Nazývajú sa napríklad zvieratá, ktoré znesú veľké teplotné výkyvy eurytermické, úzky teplotný rozsah je typický pre stenotermický organizmov. (Šmykľavka). Malé zmeny teploty majú malý vplyv na eurytermné organizmy a môžu byť pre stenotermické organizmy katastrofálne (obr. 4). Euryhydroidy A stenohydroid Organizmy sa líšia v reakcii na kolísanie vlhkosti. Euryhalin A stenohalín – majú rôzne reakcie na stupeň slanosti prostredia. Euryoic organizmy sú schopné žiť rôzne miesta, A nástenný – vykazujú prísne požiadavky na výber biotopu.
Vo vzťahu k tlaku sa všetky organizmy delia na eurybates A stenobat alebo stopobaty (hlbokomorská ryba).
Vo vzťahu ku kyslíku sa uvoľňujú euryoxybionty (karas) a stenooxybiont s (lipany).
Vo vzťahu k územiu (biotopu) – eurytopické (sýkorka veľká) a stenotopický (orlovca riečna).
V súvislosti s jedlom - euryfágy (corvids) a stenofágy , medzi ktorými môžeme vyzdvihnúť ichtyofágy (morský orol), entomofágne (káňa, rýchlovka, lastovička), herpetofágne (Vták je sekretárka).
Ekologické valencie druhu vo vzťahu k rôznym faktorom môžu byť veľmi rôznorodé, čo v prírode vytvára rôzne adaptácie. Súhrn environmentálnych valencií vo vzťahu k rôznym environmentálnym faktorom je ekologické spektrum druhu .
Hranica tolerancie organizmu sa pri prechode z jedného vývojového štádia do druhého mení. Často sa ukáže, že mladé organizmy sú zraniteľnejšie a náročnejšie na podmienky prostredia ako dospelí jedinci.
Najkritickejším obdobím z hľadiska vplyvu rôznych faktorov je obdobie rozmnožovania: v tomto období sa mnohé faktory stávajú limitujúcimi. Ekologická valencia pre rozmnožujúce sa jedince, semená, embryá, larvy, vajíčka je zvyčajne užšia ako u dospelých nereprodukujúcich sa rastlín alebo živočíchov toho istého druhu.
Napríklad mnohé morské živočíchy znesú brakickú alebo sladkú vodu s vysokým obsahom chloridov, takže sa často dostávajú do riek proti prúdu. Ale ich larvy nemôžu žiť v takýchto vodách, takže druh sa nemôže rozmnožovať v rieke a nevytvára si tu trvalý biotop. Mnoho vtákov lieta, aby odchovali svoje mláďatá na miesta s teplejšou klímou atď.
Doteraz sme hovorili o hranici tolerancie živého organizmu vo vzťahu k jednému faktoru, ale v prírode pôsobia všetky faktory prostredia spoločne.
Optimálna zóna a hranice odolnosti organizmu vo vzťahu k akémukoľvek faktoru prostredia sa môžu posúvať v závislosti od kombinácie, v ktorej súčasne pôsobia iné faktory. Tento vzor sa nazýva interakcie environmentálnych faktorov (súhvezdie ).
Napríklad je známe, že teplo sa ľahšie znáša v suchom ako vo vlhkom vzduchu; Riziko zamrznutia je výrazne väčšie pri nízkych teplotách so silným vetrom ako pri bezvetria. Pre rast rastlín je potrebný najmä prvok ako zinok, ktorý je často limitujúcim faktorom. Ale pre rastliny rastúce v tieni je jeho potreba menšia ako pre tie na slnku. Nastáva takzvaná kompenzácia faktorov.
Vzájomná kompenzácia má však určité hranice a nie je možné úplne nahradiť jeden z faktorov iným. Úplná absencia vody alebo aspoň jedného z nevyhnutných prvkov minerálnej výživy znemožňuje život rastlín napriek najpriaznivejším kombináciám iných podmienok. Z toho vyplýva všetky podmienky prostredia potrebné na podporu života hrajú rovnakú úlohu a akýkoľvek faktor môže obmedziť možnosti existencie organizmov - to je zákon ekvivalencie všetkých životných podmienok.
Je známe, že každý faktor má rôzne účinky na rôzne telesné funkcie. Podmienky, ktoré sú optimálne pre niektoré procesy, napríklad pre rast organizmu, sa môžu ukázať ako zóna útlaku pre iné, napríklad pre reprodukciu, a ísť za hranice tolerancie, to znamená viesť k smrti. , pre ostatných. Životný cyklus, podľa ktorého organizmus v určitých obdobiach primárne plní určité funkcie - výživa, rast, rozmnožovanie, osídlenie - je preto vždy v súlade so sezónnymi zmenami faktorov prostredia, ako je sezónnosť v rastlinnom svete, v dôsledku zmeny ročné obdobia.
Medzi zákonmi, ktoré určujú interakciu jednotlivca alebo jednotlivca s jeho prostredím, vyzdvihujeme pravidlo súladu podmienok prostredia s genetickým predurčením organizmu . Tvrdí to že druh organizmov môže existovať dovtedy a do tej miery, do akej prirodzené prostredie, ktoré ho obklopuje, zodpovedá genetickým schopnostiam adaptovať tento druh na jeho výkyvy a zmeny. Každý živý druh vznikol v určitom prostredí, v tej či onej miere sa mu prispôsobil a ďalšia existencia druhu je možná len v tomto alebo podobnom prostredí. Prudká a rýchla zmena životného prostredia môže viesť k tomu, že genetické schopnosti druhu nebudú dostatočné na prispôsobenie sa novým podmienkam. Najmä z toho vychádza jedna z hypotéz o vyhynutí veľkých plazov s prudkou zmenou abiotických podmienok na planéte: veľké organizmy sú menej variabilné ako malé, takže potrebujú oveľa viac času na prispôsobenie sa. V tomto smere sú radikálne premeny prírody pre dnešok nebezpečné existujúce druhy vrátane osoby samotnej.
1.2.4. Adaptácia organizmov na nepriaznivé podmienky prostredia
Faktory prostredia môžu pôsobiť ako:
· dráždivé látky a spôsobiť adaptívne zmeny vo fyziologických a biochemických funkciách;
· obmedzovačov , čo spôsobuje nemožnosť existencie v týchto podmienkach;
· modifikátory spôsobujúce anatomické a morfologické zmeny v organizmoch;
· signály , čo naznačuje zmeny v iných environmentálnych faktoroch.
V procese adaptácie na nepriaznivé podmienky prostredia boli organizmy schopné vyvinúť tri hlavné spôsoby, ako sa tomu vyhnúť.
Aktívna cesta– pomáha posilňovať odolnosť, rozvoj regulačných procesov, ktoré umožňujú vykonávať všetky životné funkcie organizmov aj napriek nepriaznivým faktorom.
Napríklad teplokrvnosť u cicavcov a vtákov.
Pasívny spôsob spojené s podriadením životných funkcií tela zmenám faktorov prostredia. Napríklad fenomén skrytý život , sprevádzané prerušením životnej činnosti pri vyschnutí nádrže, chladnom počasí atď., až do stavu pomyselná smrť alebo pozastavená animácia .
Napríklad sušené semená rastlín, ich výtrusy, ale aj drobné živočíchy (vírniky, háďatká) sú schopné odolávať teplotám pod 200 o C. Príklady anabiózy? Zimný kľud rastlín, zimný spánok stavovcov, uchovanie semien a spór v pôde.
Fenomén, pri ktorom dochádza k dočasnému fyziologickému pokoju v individuálnom vývoji niektorých živých organizmov v dôsledku nepriaznivých faktorov vonkajšie prostredie, volal diapauza .
Vyhýbanie sa nepriaznivým účinkom- produkcia organizmom napr životné cykly, v ktorej sa dokončia najzraniteľnejšie etapy jej vývoja počas teplotne a iných podmienok najpriaznivejších ročných období.
Obvyklou cestou takýchto adaptácií je migrácia.
Evolučné adaptácie organizmov na podmienky prostredia, vyjadrené v zmenách ich vonkajších a vnútorných charakteristík, sú tzv prispôsobenie . Existujú rôzne typy úprav.
Morfologické úpravy. Organizmy rozvíjajú také vlastnosti svojej vonkajšej štruktúry, ktoré prispievajú k prežitiu a úspešnému fungovaniu organizmov v ich obvyklých podmienkach.
Napríklad aerodynamický tvar tela vodných živočíchov, štruktúra sukulentov a adaptácie halofytov.
Morfologický typ adaptácie zvieraťa alebo rastliny, v ktorom majú vonkajšiu formu, ktorá odráža spôsob, akým interagujú s prostredím, sa nazýva životná forma druhu . V procese adaptácie na rovnaké podmienky prostredia môžu mať rôzne druhy podobnú formu života.
Napríklad veľryba, delfín, žralok, tučniak.
Fyziologické adaptácie sa prejavujú v osobitostiach enzymatickej sady v tráviacom trakte zvierat, determinovaných zložením potravy.
Napríklad poskytovanie vlhkosti prostredníctvom oxidácie tuku v ťavách.
Behaviorálne adaptácie– prejavujú sa vytváraním úkrytov, pohybom za účelom výberu čo najpriaznivejších podmienok, plašením predátorov, úkrytom, školským správaním a pod.
Adaptácie každého organizmu sú určené jeho genetickou predispozíciou. Pravidlo súladu podmienok prostredia s genetickým predurčením uvádza: pokiaľ prostredie obklopujúce určitý druh organizmov zodpovedá genetickým schopnostiam adaptácie tohto druhu na jeho výkyvy a zmeny, tento druh môže existovať. Prudká a rýchla zmena podmienok prostredia môže viesť k tomu, že rýchlosť adaptačných reakcií bude zaostávať za zmenou podmienok prostredia, čo povedie k likvidácii druhu. Vyššie uvedené v plnej miere platí pre ľudí.
1.2.5. Hlavné abiotické faktory.
Pripomeňme si ešte raz, že abiotické faktory sú vlastnosti neživej prírody, ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú živé organizmy. Snímka 3 zobrazuje klasifikáciu abiotických faktorov.
Teplota je najdôležitejším klimatickým faktorom. Závisí od nej rýchlosť metabolizmu organizmy a ich geografické rozloženie. Každý organizmus je schopný žiť v určitom teplotnom rozsahu. A hoci pre odlišné typy organizmy ( eurytermické a stenotermické) tieto intervaly sú rôzne, pre väčšinu z nich je pásmo optimálnych teplôt, pri ktorých sa vitálne funkcie vykonávajú najaktívnejšie a najefektívnejšie, relatívne malé. Rozsah teplôt, v ktorých môže existovať život, je približne 300 °C: od -200 do +100 °C. Ale väčšina druhov a väčšina ich aktivity je obmedzená na ešte užší teplotný rozsah. Niektoré organizmy, najmä v kľudovom štádiu, môžu existovať najmenej nejaký čas pri veľmi nízkych teplotách. Vybrané druhy mikroorganizmy, najmä baktérie a riasy, sú schopné žiť a rozmnožovať sa pri teplotách blízkych bodu varu. Horná hranica pre horúce pramenité baktérie je 88 C, pre modrozelené riasy - 80 C a pre najodolnejšie ryby a hmyz - asi 50 C. Horné limitné hodnoty faktora sú spravidla kritickejšie ako nižšie, hoci mnohé organizmy v blízkosti horných hraníc rozsahu tolerancie fungujú efektívnejšie.
Vodné živočíchy majú tendenciu mať užší rozsah teplotnej tolerancie ako suchozemské živočíchy, pretože teplotný rozsah vo vode je menší ako na súši.
Z hľadiska vplyvu na živé organizmy je mimoriadne dôležitá premenlivosť teplôt. Teploty v rozmedzí od 10 do 20 C (priemerne 15 C) nemusia nutne pôsobiť na organizmus rovnako ako stála teplota 15 C. Životná činnosť organizmov, ktoré sú v prírode zvyčajne vystavené premenlivým teplotám, je potlačená úplne alebo čiastočne resp. spomalené vplyvom konštantnej teploty. Pomocou premenlivej teploty sa podarilo urýchliť vývin vajíčok kobylky v priemere o 38,6 % v porovnaní s ich vývinom pri konštantnej teplote. Zatiaľ nie je jasné, či je urýchľovací efekt spôsobený samotnými teplotnými výkyvmi alebo zvýšeným rastom spôsobeným krátkodobým zvýšením teploty a nekompenzovaným spomalením rastu pri jej poklese.
Teplota je teda dôležitým a veľmi často limitujúcim faktorom. Teplotné rytmy do značnej miery riadia sezónnu a dennú aktivitu rastlín a živočíchov. Teplota často vytvára zonáciu a stratifikáciu vo vodných a suchozemských biotopoch.
Voda fyziologicky nevyhnutné pre akúkoľvek protoplazmu. Z ekologického hľadiska slúži ako limitujúci faktor tak na suchozemských biotopoch, ako aj vo vodných biotopoch, kde jeho množstvo podlieha silným výkyvom, alebo kde vysoká salinita prispieva k strate vody organizmom osmózou. Všetky živé organizmy sa v závislosti od potreby vody, a teda od rozdielov v biotopoch, delia do niekoľkých ekologických skupín: vodné, resp. hydrofilné- trvalo žijúci vo vode; hygrofilné- žijúci vo veľmi vlhkých biotopoch; mezofilný- charakterizovaný miernou potrebou vody a xerofilné- žijúci na suchých stanovištiach.
Zrážky a vlhkosť sú hlavné veličiny merané pri štúdiu tohto faktora. Množstvo zrážok závisí najmä od dráh a charakteru veľkých pohybov vzdušných hmôt. Napríklad vetry fúkajúce z oceánu zanechávajú väčšinu vlhkosti na svahoch smerujúcich k oceánu, čo vedie k „dažďovému tieňu“ za horami, čo prispieva k vytvoreniu púšte. Pohybom do vnútrozemia vzduch akumuluje určité množstvo vlhkosti a množstvo zrážok sa opäť zvyšuje. Púšte majú tendenciu byť umiestnené za vysokými horskými masívmi alebo pozdĺž pobrežia, kde vetry fúkajú skôr z rozsiahlych suchých vnútrozemských oblastí než z oceánu, ako je púšť Nami v juhozápadnej Afrike. Rozloženie zrážok počas ročných období je pre organizmy mimoriadne dôležitým limitujúcim faktorom. Podmienky vytvorené rovnomerne rozloženými zrážkami sú úplne odlišné od podmienok, ktoré vytvárajú zrážky počas jednej sezóny. V tomto prípade musia zvieratá a rastliny znášať obdobia dlhodobého sucha. Nerovnomerné rozloženie zrážok počas ročných období sa spravidla vyskytuje v trópoch a subtrópoch, kde sú vlhké a suché obdobia často dobre definované. V tropickom pásme sezónny rytmus vlhkosti reguluje sezónnu aktivitu organizmov, podobne ako sezónny rytmus tepla a svetla v miernom pásme. Významným a na miestach s malým množstvom zrážok aj veľmi dôležitým príspevkom k úhrnu zrážok môže byť rosa.
Vlhkosť- parameter charakterizujúci obsah vodnej pary vo vzduchu. Absolútna vlhkosť je množstvo vodnej pary na jednotku objemu vzduchu. Vzhľadom na závislosť množstva pary zadržanej vzduchom od teploty a tlaku, koncept relatívna vlhkosť je pomer pary obsiahnutej vo vzduchu k nasýtenej pare pri danej teplote a tlaku. Keďže v prírode existuje denný rytmus vlhkosti - zvýšenie v noci a pokles počas dňa a jej kolísanie vertikálne a horizontálne, tento faktor spolu so svetlom a teplotou zohráva dôležitú úlohu pri regulácii aktivity organizmov. Vlhkosť upravuje účinky teploty nadmorskej výšky. Napríklad pri podmienkach vlhkosti blízkej kritickej hodnote má teplota dôležitejší obmedzujúci účinok. Podobne vlhkosť zohráva kritickejšiu úlohu, ak je teplota blízka extrémnym hodnotám. Veľké vodné plochy výrazne zmäkčujú klímu krajiny, pretože voda sa vyznačuje veľkým latentným teplom vyparovania a topenia. V skutočnosti existujú dva hlavné typy klímy: kontinentálny s extrémnymi teplotami a vlhkosťou a námorný, ktorý sa vyznačuje menej prudkými výkyvmi, čo sa vysvetľuje zmierňujúcim vplyvom veľkých vodných plôch.
Dodávka povrchovej vody pre živé organizmy závisí od množstva zrážok v danej oblasti, ale tieto hodnoty sa nie vždy zhodujú. Využitím podzemných zdrojov, kde voda pochádza z iných oblastí, môžu teda živočíchy a rastliny prijať viac vody ako z jej príjmu so zrážkami. A naopak, dažďovej vody niekedy sa stáva okamžite nedostupným pre organizmy.
Žiarenie zo Slnka predstavuje elektromagnetické vlny rôznych dĺžok. Pre živú prírodu je absolútne nevyhnutný, keďže je hlavným vonkajším zdrojom energie. Z distribučného spektra energie slnečného žiarenia mimo zemskej atmosféry (obr. 6) vyplýva, že asi polovica slnečnej energie je emitovaná v infračervenej oblasti, 40 % vo viditeľnej oblasti a 10 % v ultrafialovej a röntgenovej oblasti.
Treba si uvedomiť, že spektrum elektromagnetického žiarenia zo Slnka je veľmi široké (obr. 7) a jeho frekvenčné rozsahy ovplyvňujú živú hmotu rôznymi spôsobmi. Atmosféra Zeme vrátane ozónovej vrstvy selektívne, teda selektívne vo frekvenčných rozsahoch, pohlcuje energiu elektromagnetického žiarenia Slnka a na zemský povrch dopadá hlavne žiarenie s vlnovou dĺžkou 0,3 až 3 mikróny. Žiarenie s dlhšou a kratšou vlnovou dĺžkou je absorbované atmosférou.
S rastúcou zenitovou vzdialenosťou Slnka sa relatívny obsah infračerveného žiarenia zvyšuje (z 50 na 72%).
Kvalitatívne znaky svetla sú dôležité pre živú hmotu - vlnovú dĺžku, intenzitu a trvanie expozície.
Je známe, že zvieratá a rastliny reagujú na zmeny vlnovej dĺžky svetla. Farebné videnie je bežné u rôznych skupín zvierat a je škvrnité: je dobre vyvinuté u niektorých druhov článkonožcov, rýb, vtákov a cicavcov, ale u iných druhov rovnakých skupín môže chýbať.
Rýchlosť fotosyntézy sa mení so zmenami vlnovej dĺžky svetla. Napríklad pri prechode svetla cez vodu sa odfiltruje červená a modrá časť spektra a výsledné zelenkasté svetlo je slabo absorbované chlorofylom. Červené riasy však majú ďalšie pigmenty (fykoerytríny), ktoré im umožňujú využiť túto energiu a žiť vo väčších hĺbkach ako zelené riasy.
U suchozemských aj vodných rastlín súvisí fotosyntéza s intenzitou svetla v lineárnom vzťahu až po optimálnu úroveň saturácie svetla, po ktorej v mnohých prípadoch nasleduje pokles intenzity fotosyntézy pri vysokých intenzitách priameho slnečného žiarenia. V niektorých rastlinách, ako je eukalyptus, fotosyntéza nie je brzdená priamym slnečným žiarením. V tomto prípade dochádza ku kompenzácii faktorov, pretože jednotlivé rastliny a celé spoločenstvá sa prispôsobujú rôznej intenzite svetla, prispôsobujú sa tieňu (rozsievky, fytoplanktón) alebo priamemu slnečnému žiareniu.
Dĺžka denného svetla alebo fotoperióda je „časový spínač“ alebo spúšťač, ktorý zahŕňa sled fyziologických procesov vedúcich k rastu, kvitnutiu u mnohých rastlín, línaniu a hromadeniu tuku, migrácii a rozmnožovaniu u vtákov a cicavcov a diapauze u hmyzu. Niektoré vyššie rastliny kvitnú so zvyšujúcou sa dĺžkou dňa (rastliny dlhého dňa), iné kvitnú so skracujúcim sa dňom (rastliny krátkeho dňa). V mnohých organizmoch citlivých na fotoperiódu možno nastavenie biologických hodín zmeniť experimentálnou zmenou fotoperiódy.
Ionizujúce žiarenie vyklepáva elektróny z atómov a pripája ich k iným atómom, čím vytvára páry kladných a záporných iónov. Jeho zdrojom sú rádioaktívne látky obsiahnuté v horninách, navyše pochádza z vesmíru.
Rôzne druhy živých organizmov sa značne líšia v schopnosti odolávať veľkým dávkam ožiarenia. Napríklad dávka 2 Sv (siver) spôsobí smrť embryí niektorých druhov hmyzu v štádiu drvenia, dávka 5 Sv vedie k sterilite niektorých druhov hmyzu, dávka 10 Sv je pre cicavce absolútne smrteľná. Väčšina štúdií ukazuje, že rýchlo sa deliace bunky sú najcitlivejšie na žiarenie.
Účinky nízkych dávok žiarenia sa hodnotia ťažšie, pretože môžu spôsobiť dlhodobé genetické a somatické účinky. Napríklad ožiarenie borovice dávkou 0,01 Sv denne počas 10 rokov spôsobilo spomalenie rýchlosti rastu podobné jednorazovej dávke 0,6 Sv. Zvýšenie úrovne žiarenia v prostredí nad úroveň pozadia vedie k zvýšeniu frekvencie škodlivých mutácií.
U vyššie rastliny citlivosť na ionizujúce žiarenie je priamo úmerná veľkosti bunkového jadra, presnejšie objemu chromozómov či obsahu DNA.
U vyšších živočíchov sa nenašiel taký jednoduchý vzťah medzi citlivosťou a bunkovou štruktúrou; Pre nich je dôležitejšia citlivosť jednotlivých orgánových systémov. Cicavce sú teda veľmi citlivé aj na nízke dávky žiarenia vzhľadom na to, že rýchlo sa deliace krvotvorné tkanivo kostnej drene sa ožiarením ľahko poškodí. Aj veľmi nízke hladiny chronicky pôsobiaceho ionizujúceho žiarenia môžu spôsobiť rast nádorových buniek v kostiach a iných citlivých tkanivách, ktorý sa môže objaviť až mnoho rokov po expozícii.
Zloženie plynu dôležitým klimatickým faktorom je aj atmosféra (obr. 8). Približne pred 3-3,5 miliardami rokov atmosféra obsahovala dusík, čpavok, vodík, metán a vodnú paru a nebol v nej voľný kyslík. Zloženie atmosféry do značnej miery určovali sopečné plyny. Kvôli nedostatku kyslíka neexistovala ozónová clona, ktorá by blokovala ultrafialové žiarenie zo Slnka. Postupom času sa v dôsledku abiotických procesov začal v atmosfére planéty hromadiť kyslík a začala sa vytvárať ozónová vrstva. Približne v polovici paleozoika sa spotreba kyslíka vyrovnala jeho produkcii, v tomto období sa obsah O2 v atmosfére približoval k moderným úrovniam – asi 20 %. Ďalej od polovice devónu pozorujeme kolísanie obsahu kyslíka. Na konci paleozoika došlo k výraznému zníženiu obsahu kyslíka a zvýšeniu obsahu oxidu uhličitého až na približne 5 % modernej úrovne, čo viedlo ku klimatickým zmenám a očividne viedlo k početným „autotrofným“ kvetom, ktoré vytvorili zásoby fosílnych uhľovodíkových palív. Nasledoval postupný návrat do atmosféry s nízkym obsahom oxidu uhličitého a vysokým obsahom kyslíka, po ktorom zostal pomer O2/CO2 v stave takzvanej oscilačnej rovnovážnej rovnováhy.
V súčasnosti má zemská atmosféra nasledovné zloženie: kyslík ~21%, dusík ~78%, oxid uhličitý ~0,03%, inertné plyny a nečistoty ~0,97%. Zaujímavé je, že koncentrácie kyslíka a oxidu uhličitého sú pre mnohé vyššie rastliny limitujúce. V mnohých rastlinách je možné zvýšiť účinnosť fotosyntézy zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého, ale je málo známe, že zníženie koncentrácie kyslíka môže viesť aj k zvýšeniu fotosyntézy. Pri pokusoch na strukovinách a mnohých iných rastlinách sa ukázalo, že zníženie obsahu kyslíka vo vzduchu na 5 % zvyšuje intenzitu fotosyntézy o 50 %. Mimoriadne dôležitú úlohu zohráva aj dusík. Ide o najdôležitejší biogénny prvok podieľajúci sa na tvorbe proteínových štruktúr organizmov. Vietor má obmedzujúci vplyv na aktivitu a rozšírenie organizmov.
Vietor dokonca schopný zmeniť vzhľad rastlín, najmä na tých biotopoch, napríklad vo vysokohorských oblastiach, kde iné faktory pôsobia obmedzujúco. Experimentálne sa ukázalo, že na otvorených horských stanovištiach vietor obmedzuje rast rastlín: keď bola postavená stena na ochranu rastlín pred vetrom, výška rastlín sa zvýšila. Veľký význam majú búrky, hoci ich účinok je čisto lokálny. Hurikány a obyčajné vetry môžu prenášať zvieratá a rastliny na veľké vzdialenosti a tým meniť zloženie spoločenstiev.
Atmosférický tlak, zrejme nie je priamym limitujúcim faktorom, ale priamo súvisí s počasím a klímou, ktoré majú priamy limitujúci vplyv.
Vodné podmienky vytvárajú pre organizmy jedinečný biotop, ktorý sa od suchozemských líši predovšetkým hustotou a viskozitou. Hustota voda približne 800-krát a viskozita približne 55-krát vyšší ako vzduch. Spolu s hustota A viskozita Najdôležitejšie fyzikálne a chemické vlastnosti vodného prostredia sú: teplotná stratifikácia, to znamená zmeny teploty pozdĺž hĺbky vodného útvaru a periodické zmeny teploty v priebehu času, a transparentnosť voda, ktorá určuje svetelný režim pod jej povrchom: od priehľadnosti závisí fotosyntéza zelených a fialových rias, fytoplanktónu a vyšších rastlín.
Rovnako ako v atmosfére hrá dôležitú úlohu zloženie plynu vodné prostredie. Vo vodných biotopoch sa množstvo kyslíka, oxidu uhličitého a iných plynov rozpustených vo vode, a teda dostupných pre organizmy, v priebehu času značne mení. V nádržiach s vysokým obsahom organických látok je limitujúcim faktorom prvoradého významu kyslík. Napriek lepšej rozpustnosti kyslíka vo vode v porovnaní s dusíkom, aj v najpriaznivejšom prípade voda obsahuje menej kyslíka ako vzduch, približne 1 % objemu. Rozpustnosť je ovplyvnená teplotou vody a množstvom rozpustených solí: so znižovaním teploty sa zvyšuje rozpustnosť kyslíka a so zvyšujúcou sa slanosťou klesá. Zásoba kyslíka vo vode sa dopĺňa difúziou zo vzduchu a fotosyntézou vodných rastlín. Kyslík difunduje do vody veľmi pomaly, difúziu napomáha vietor a pohyb vody. Ako už bolo spomenuté, najdôležitejším faktorom zabezpečujúcim fotosyntetickú produkciu kyslíka je svetlo prenikajúce do vodného stĺpca. Obsah kyslíka vo vode sa teda mení v závislosti od dennej doby, ročného obdobia a miesta.
Obsah oxidu uhličitého vo vode sa tiež môže značne líšiť, ale oxid uhličitý sa správa inak ako kyslík a jeho ekologická úloha nie je dostatočne pochopená. Oxid uhličitý je vysoko rozpustný vo vode, do vody sa navyše dostáva CO2, vznikajúci pri dýchaní a rozklade, ako aj z pôdy či podzemných zdrojov. Na rozdiel od kyslíka oxid uhličitý reaguje s vodou:
za vzniku kyseliny uhličitej, ktorá reaguje s vápnom za vzniku uhličitanov CO22- a hydrogénuhličitanov HCO3-. Tieto zlúčeniny udržujú koncentráciu vodíkových iónov na úrovni blízkej neutrálnej. Malé množstvo oxidu uhličitého vo vode zvyšuje intenzitu fotosyntézy a stimuluje vývojové procesy mnohých organizmov. Vysoká koncentrácia oxidu uhličitého je pre zvieratá limitujúcim faktorom, pretože je sprevádzaná nízkym obsahom kyslíka. Napríklad, ak je obsah voľného oxidu uhličitého vo vode príliš vysoký, veľa rýb uhynie.
Kyslosť- koncentrácia vodíkových iónov (pH) úzko súvisí s uhličitanovým systémom. Hodnota pH sa mení v rozsahu 0? pH? 14: pri pH=7 je médium neutrálne, pri pH<7 - кислая, при рН>7 - alkalické. Ak sa kyslosť nepribližuje extrémnym hodnotám, potom sú spoločenstvá schopné zmeny tohto faktora kompenzovať – tolerancia spoločenstva k rozsahu pH je veľmi významná. Kyslosť môže slúžiť ako indikátor celkovej rýchlosti metabolizmu v komunite. Vody s nízkym pH obsahujú málo živín, takže produktivita je extrémne nízka.
Slanosť- obsah uhličitanov, síranov, chloridov a pod. - je ďalším významným abiotickým činiteľom vodných útvarov. IN sladké vody Soli je málo, z toho asi 80 % tvoria uhličitany. Obsah minerálov vo svetových oceánoch je v priemere 35 g/l. Organizmy otvoreného oceánu sú vo všeobecnosti stenohalínne, zatiaľ čo organizmy pobrežných brakických vôd sú vo všeobecnosti euryhalínne. Koncentrácia solí v telesných tekutinách a tkanivách väčšiny morských organizmov je izotonická s koncentráciou solí v morská voda, takže tu nie sú problémy s osmoreguláciou.
Prietok nielen vo veľkej miere ovplyvňuje koncentráciu plynov a živín, ale pôsobí aj priamo ako limitujúci faktor. Mnohé riečne rastliny a živočíchy sú morfologicky a fyziologicky špeciálne prispôsobené na udržanie svojej polohy v toku: majú presne stanovené hranice tolerancie voči faktoru toku.
Hydrostatický tlak v oceáne má veľký význam. Pri ponorení do vody 10 m sa tlak zvýši o 1 atm (105 Pa). V najhlbšej časti oceánu tlak dosahuje 1000 atm (108 Pa). Mnohé zvieratá sú schopné tolerovať náhle výkyvy tlaku, najmä ak nemajú v tele voľný vzduch. V opačnom prípade sa môže vyvinúť plynová embólia. Charakteristické pre vysoké tlaky veľké hĺbky spravidla inhibujú životne dôležité procesy.
Pôda je vrstva materiálu, ktorá leží na vrchu skál. zemská kôra. Ruský vedec a prírodovedec Vasilij Vasiljevič Dokučajev v roku 1870 ako prvý považoval pôdu za dynamické, nie inertné médium. Dokázal, že pôda sa neustále mení a vyvíja a v jej aktívnej zóne prebiehajú chemické, fyzikálne a biologické procesy. Pôda vzniká komplexnou interakciou podnebia, rastlín, živočíchov a mikroorganizmov. Sovietsky akademik pôdoznalec Vasilij Robertovič Williams dal ďalšiu definíciu pôdy - je to sypký povrchový horizont pôdy schopný produkovať rastlinné plodiny. Rast rastlín závisí od obsahu základných živín v pôde a jej štruktúry.
Zloženie pôdy zahŕňa štyri hlavné štrukturálne zložky: minerálna báza (zvyčajne 50 – 60 % všeobecné zloženie pôda), organickej hmoty(do 10 %), vzduchu (15-25 %) a vody (25-30 %).
Minerálny skelet pôdy- Ide o anorganickú zložku, ktorá vznikla z materskej horniny v dôsledku jej zvetrávania.
Viac ako 50 % minerálneho zloženia pôdy zaberá oxid kremičitý SiO2, 1 až 25 % oxid hlinitý Al2O3, 1 až 10 % oxidy železa Fe2O3, 0,1 až 5 % oxidy horčíka, draslíka, fosforu a vápnik. Minerálne prvky, ktoré tvoria podstatu pôdneho skeletu, sa líšia veľkosťou: od balvanov a kameňov po zrnká piesku - častice s priemerom 0,02 - 2 mm, bahno - častice s priemerom 0,002 - 0,02 mm a najmenšie častice hliny s priemerom menším ako 0,002 mm. Ich pomer určuje mechanická štruktúra pôdy . Má veľký význam pre poľnohospodárstvo. Íly a hliny, obsahujúce približne rovnaké množstvo ílu a piesku, sú zvyčajne vhodné pre rast rastlín, pretože obsahujú dostatok živín a sú schopné zadržiavať vlhkosť. Piesočnaté pôdy sa rýchlejšie vysúšajú a strácajú živiny v dôsledku vylúhovania, ale sú prospešnejšie pre skoré zbery, pretože ich povrch na jar rýchlejšie vysychá ako hlinité pôdy, čo má za následok lepšie prehriatie. Keď sa pôda stáva skalnatejšou, jej schopnosť zadržiavať vodu klesá.
organickej hmoty pôda vzniká rozkladom mŕtvych organizmov, ich častí a exkrementov. Organické zvyšky, ktoré sa úplne nerozložili, sa nazývajú stelivo a finálny produkt rozklad - amorfná látka, v ktorej už nie je možné rozpoznať pôvodný materiál - sa nazýva humus. Humus vďaka svojim fyzikálnym a chemickým vlastnostiam zlepšuje štruktúru pôdy a prevzdušňovanie, zvyšuje schopnosť zadržiavať vodu a živiny.
Súčasne s procesom humifikácie dochádza k prenosu životne dôležitých prvkov z organických zlúčenín na anorganické, napr.: dusík - na amónne ióny NH4+, fosfor - na ortofosfatióny H2PO4-, síra - na sulfatióny SO42-. Tento proces sa nazýva mineralizácia.
Pôdny vzduch, podobne ako pôdna voda, sa nachádza v póroch medzi časticami pôdy. Pórovitosť sa zvyšuje od ílov po hliny a piesky. Medzi pôdou a atmosférou dochádza k voľnej výmene plynov, v dôsledku čoho je zloženie plynov v oboch prostrediach podobné. V pôdnom vzduchu je zvyčajne v dôsledku dýchania organizmov, ktoré ho obývajú, o niečo menej kyslíka a viac oxidu uhličitého ako v atmosférický vzduch. Kyslík je potrebný pre korene rastlín, pôdne živočíchy a organizmy, ktoré rozkladajú organickú hmotu na anorganické zložky. Ak dôjde k procesu zamokrenia, potom sa pôdny vzduch nahradí vodou a podmienky sa stanú anaeróbnymi. Pôda sa postupne stáva kyslou, pretože anaeróbne organizmy pokračujú v produkcii oxidu uhličitého. Pôda, ak nie je bohatá na zásady, môže byť extrémne kyslá a to spolu s vyčerpaním zásob kyslíka nepriaznivo pôsobí na pôdne mikroorganizmy. Dlhodobé anaeróbne podmienky vedú k smrti rastlín.
Pôdne častice zadržiavajú okolo seba určité množstvo vody, čo určuje vlhkosť pôdy. Časť z nej, nazývaná gravitačná voda, môže voľne presakovať hlboko do pôdy. To vedie k vyplavovaniu rôznych minerálov z pôdy, vrátane dusíka. Voda môže byť tiež zadržaná okolo jednotlivých koloidných častíc vo forme tenkého, silného, súdržného filmu. Táto voda sa nazýva hygroskopická. Je adsorbovaný na povrchu častíc vďaka vodíkovým väzbám. Táto voda je najmenej prístupná pre korene rastlín a ako posledná sa zadržiava vo veľmi suchých pôdach. Množstvo hygroskopickej vody závisí od obsahu koloidných častíc v pôde, preto je jej v ílovitých pôdach oveľa viac – približne 15 % pôdnej hmoty – ako v piesočnatých – približne 0,5 %. Keď sa okolo častíc pôdy nahromadia vrstvy vody, začne vyplňovať najskôr úzke póry medzi týmito časticami a potom sa rozšíri do čoraz širších pórov. Hygroskopická voda sa postupne mení na kapilárnu vodu, ktorá je udržiavaná okolo pôdnych častíc silami povrchového napätia. Kapilárna voda môže stúpať cez úzke póry a kanáliky z hladiny podzemnej vody. Rastliny ľahko absorbujú kapilárnu vodu, ktorá zohráva najväčšiu úlohu pri ich pravidelnom zásobovaní vodou. Na rozdiel od hygroskopickej vlhkosti sa táto voda ľahko odparuje. Pôdy s jemnou textúrou, ako sú íly, zadržiavajú viac kapilárnej vody ako pôdy s hrubšou textúrou, ako sú piesky.
Voda je nevyhnutná pre všetky pôdne organizmy. Do živých buniek sa dostáva osmózou.
Voda je tiež dôležitá ako rozpúšťadlo pre živiny a plyny absorbované z vodného roztoku koreňmi rastlín. Podieľa sa na deštrukcii materskej horniny pod pôdou a na procese tvorby pôdy.
Chemické vlastnosti pôdy závisia od obsahu minerálov, ktoré sú v nej prítomné vo forme rozpustených iónov. Niektoré ióny sú pre rastliny jedovaté, iné sú životne dôležité. Koncentrácia vodíkových iónov v pôde (kyslosť) pH>7, teda v priemere blízka neutrálnej hodnote. Flóra takýchto pôd je obzvlášť bohatá na druhy. Vápnité a zasolené pôdy majú pH = 8...9 a rašelinové pôdy - až 4. Na týchto pôdach sa vyvíja špecifická vegetácia.
Pôda je domovom mnohých druhov rastlinných a živočíšnych organizmov, ktoré ovplyvňujú jej fyzikálno-chemické vlastnosti: baktérie, riasy, huby alebo prvoky, červy a článkonožce. Ich biomasa v rôznych pôdach je rovnaká (kg/ha): baktérie 1000-7000, mikroskopické huby - 100-1000, riasy 100-300, článkonožce - 1000, červy 350-1000.
V pôde prebiehajú procesy syntézy a biosyntézy, rôzne chemické reakcie premeny látok spojených so životom baktérií. Pri absencii špecializovaných skupín baktérií v pôde ich úlohu zohrávajú pôdne živočíchy, ktoré premieňajú veľké rastlinné zvyšky na mikroskopické častice a sprístupňujú tak organické látky mikroorganizmom.
Organické látky produkujú rastliny pomocou minerálnych solí, slnečnej energie a vody. Pôda tak prichádza o minerály, ktoré si z nej rastliny brali. V lesoch sa niektoré živiny vracajú do pôdy opadom listov. Pestované rastliny po určitom čase odoberú z pôdy podstatne viac živín, ako sa do nej vrátia. Straty živín sa zvyčajne dopĺňajú aplikáciou minerálnych hnojív, ktoré vo všeobecnosti rastliny nemôžu priamo využiť a musia byť premenené mikroorganizmami na biologicky dostupnú formu. Pri nedostatku takýchto mikroorganizmov pôda stráca úrodnosť.
Hlavné biochemické procesy prebiehajú vo vrchnej vrstve pôdy s hrúbkou až 40 cm, pretože je domovom najväčšieho počtu mikroorganizmov. Niektoré baktérie sa zúčastňujú transformačného cyklu iba jedného prvku, zatiaľ čo iné sa zúčastňujú transformačných cyklov mnohých prvkov. Ak baktérie mineralizujú organickú hmotu - rozkladajú organickú hmotu na anorganické zlúčeniny, potom prvoky ničia prebytočné baktérie. Dážďovky, larvy chrobákov a roztoče kyprí pôdu a tým prispievajú k jej prevzdušňovaniu. Okrem toho spracovávajú organické látky, ktoré sa ťažko rozkladajú.
Abiotické faktory v biotopoch živých organizmov tiež zahŕňajú reliéfne faktory (topografia) . Vplyv topografie úzko súvisí s inými abiotickými faktormi, pretože môže silne ovplyvňovať lokálnu klímu a vývoj pôdy.
Hlavným topografickým faktorom je nadmorská výška nad morom. S nadmorskou výškou klesajú priemerné teploty, zvyšujú sa denné teplotné rozdiely, stúpajú zrážky, rýchlosť vetra a intenzita žiarenia, klesá atmosférický tlak a koncentrácie plynov. Všetky tieto faktory ovplyvňujú rastliny a živočíchy a spôsobujú vertikálnu zonáciu.
Pohoria môže slúžiť ako klimatická bariéra. Hory slúžia aj ako bariéry šírenia a migrácie organizmov a môžu zohrávať úlohu limitujúceho faktora v procesoch speciácie.
Ďalším topografickým faktorom je expozícia svahu . Na severnej pologuli južne orientované svahy dostávajú viac slnečného svetla, takže intenzita svetla a teplota sú tu vyššie ako na údoliach a na severných svahoch. Na južnej pologuli je situácia opačná.
Dôležitým faktorom úľavy je tiež strmosť svahu . Strmé svahy sa vyznačujú rýchlym odvodňovaním a odplavovaním pôdy, preto sú tu pôdy riedke a suchšie. Ak sklon presiahne 35b, pôda a vegetácia sa zvyčajne nevytvoria, ale vytvorí sa sutina sypkého materiálu.
Spomedzi abiotických faktorov si osobitnú pozornosť zaslúži oheň alebo oheň . V súčasnosti ekológovia dospeli k jednoznačnému záveru, že oheň treba považovať za jeden z prirodzených abiotických faktorov spolu s klimatickými, edafickými a inými faktormi.
Požiare ako environmentálny faktor prichádzajú v rôznych typoch a zanechávajú za sebou rôzne následky. Korunné alebo divoké požiare, teda veľmi intenzívne a nekontrolovateľné, ničia všetku vegetáciu a všetku pôdnu organickú hmotu, pričom následky pozemných požiarov sú úplne iné. Korunné požiare majú na väčšinu organizmov obmedzujúci účinok – biotické spoločenstvo musí začať odznova s tým málom, čo zostalo, a kým sa lokalita opäť stane produktívnou, musí prejsť veľa rokov. Naopak, pozemné požiare majú selektívny účinok: pre niektoré organizmy sú viac limitujúcim faktorom, pre iné - menej limitujúcim faktorom a prispievajú tak k rozvoju organizmov s vysokou toleranciou voči požiarom. Malé pozemné ohniská navyše dopĺňajú pôsobenie baktérií, ktoré rozkladajú odumreté rastliny a urýchľujú premenu minerálnych živín do formy vhodnej na využitie pre nové generácie rastlín.
Ak sa pozemné požiare vyskytujú pravidelne každých pár rokov, na zemi zostáva málo mŕtveho dreva, čo znižuje pravdepodobnosť korunových požiarov. V lesoch, ktoré nehoreli viac ako 60 rokov, sa nahromadí toľko horľavého odpadu a mŕtveho dreva, že keď sa vznieti, korunový požiar je takmer nevyhnutný.
Rastliny si vyvinuli špecializované adaptácie na oheň, rovnako ako na iné abiotické faktory. Najmä púčiky obilnín a borovíc sú pred ohňom ukryté v hlbinách trsov listov alebo ihličia. V periodicky spálených biotopoch majú tieto druhy rastlín prospech, pretože oheň podporuje ich ochranu tým, že selektívne podporuje ich rozkvet. Širokolisté druhy nemajú ochranné prostriedky proti požiaru, je to pre nich deštruktívne.
Požiare teda udržujú stabilitu len niektorých ekosystémov. Pre listnaté a vlhké tropické lesy, ktorých rovnováha sa vytvorila bez vplyvu ohňa, môže aj pozemný požiar napáchať veľké škody, ničiť humózny horný pôdny horizont, čo vedie k erózii a vyplavovaniu živín z neho.
Otázka „spáliť alebo nespáliť“ je pre nás nezvyčajná. Účinky horenia môžu byť veľmi rozdielne v závislosti od času a intenzity. Neopatrnosťou ľudia často spôsobujú zvýšenie frekvencie lesných požiarov, preto je potrebné aktívne bojovať za požiarnu bezpečnosť v lesoch a rekreačných oblastiach. Súkromná osoba nemá v žiadnom prípade právo úmyselne alebo náhodne spôsobiť požiar v prírode. Je však potrebné vedieť, že používanie ohňa špeciálne vyškolenými ľuďmi je súčasťou správneho hospodárenia na pôde.
Pre abiotické podmienky platia všetky uvažované zákonitosti vplyvu faktorov prostredia na živé organizmy. Znalosť týchto zákonitostí nám umožňuje odpovedať na otázku: prečo sa v rôznych oblastiach planéty vytvorili rôzne ekosystémy? Hlavným dôvodom sú jedinečné abiotické podmienky každého regiónu.
Populácie sú sústredené v určitej oblasti a nemôžu byť distribuované všade s rovnakou hustotou, pretože majú obmedzený rozsah tolerancie k environmentálnym faktorom. V dôsledku toho je každá kombinácia abiotických faktorov charakterizovaná vlastnými typmi živých organizmov. Mnoho variantov kombinácií abiotických faktorov a im prispôsobených druhov živých organizmov určuje diverzitu ekosystémov na planéte.
1.2.6. Hlavné biotické faktory.
Areály rozšírenia a počty organizmov jednotlivých druhov sú limitované nielen podmienkami vonkajšieho neživého prostredia, ale aj ich vzťahmi s organizmami iných druhov. Bezprostredné životné prostredie organizmu tvorí jeho biotické prostredie , a faktory tohto prostredia sa nazývajú biotické . Zástupcovia každého druhu sú schopní existovať v prostredí, kde im spojenie s inými organizmami poskytuje normálne životné podmienky.
Rozlišujú sa nasledujúce formy biotických vzťahov. Ak označíme pozitívne výsledky vzťahov pre organizmus so znamienkom „+“, negatívne výsledky so znamienkom „-“ a absenciu výsledkov so znamienkom „0“, potom typy vzťahov nájdených v prírode medzi živými organizmami môžu byť prezentované vo forme tabuľky. 1.
Táto schematická klasifikácia poskytuje všeobecnú predstavu o rozmanitosti biotických vzťahov. Uvažujme o charakteristických črtách vzťahov rôznych typov.
konkurencia je najkomplexnejší typ vzťahu v prírode, v ktorom sa dve populácie alebo dvaja jednotlivci navzájom ovplyvňujú v boji o podmienky potrebné pre život negatívne .
Konkurencia môže byť vnútrodruhové A medzidruhové . Vnútrodruhová konkurencia nastáva medzi jedincami toho istého druhu, medzidruhová súťaž nastáva medzi jedincami rôznych druhov. Konkurenčná interakcia sa môže týkať:
· životný priestor,
· jedlo alebo živiny,
· miesta úkrytu a mnoho ďalších životne dôležitých faktorov.
Výhody v súťaž dosiahnuté podľa druhov rôzne cesty. Vzhľadom na rovnaký prístup k spoločnému zdroju môže mať jeden typ výhodu oproti druhému v dôsledku:
intenzívnejšiu reprodukciu
konzumovať viac potravín alebo slnečnej energie,
· schopnosť lepšie sa chrániť,
· prispôsobiť sa širšiemu rozsahu teplôt, úrovní osvetlenia alebo koncentrácií určitých škodlivých látok.
Medzidruhová konkurencia, bez ohľadu na jej základ, môže viesť buď k nastoleniu rovnováhy medzi dvoma druhmi, alebo k nahradeniu populácie jedného druhu populáciou iného, alebo k tomu, že jeden druh vytlačí iný na iné miesto. alebo ho prinútiť presunúť sa na iné miesto.použitie iných zdrojov. To sa rozhodlo dva druhy identické z ekologického hľadiska a potrieb nemôžu koexistovať na jednom mieste a skôr či neskôr jeden konkurent vytlačí druhého. Ide o takzvaný vylučovací princíp alebo Gauseov princíp.
Populácie niektorých druhov živých organizmov sa vyhýbajú alebo obmedzujú konkurenciu presťahovaním sa do iného regiónu s prijateľnými podmienkami, prípadne prechodom na nedostupnejšiu alebo ťažko stráviteľnú potravu, prípadne zmenou času alebo miesta výroby potravín. Napríklad jastraby sa kŕmia cez deň, sovy v noci; levy lovia väčšie zvieratá a leopardy lovia menšie; Tropické lesy sa vyznačujú zavedenou stratifikáciou zvierat a vtákov do úrovní.
Z Gauseovho princípu vyplýva, že každý druh v prírode zaujíma určité jedinečné miesto. Je určená polohou druhu v priestore, funkciami, ktoré plní v spoločenstve a jeho vzťahom k abiotickým podmienkam existencie. Miesto obsadené druhom alebo organizmom v ekosystéme sa nazýva ekologická nika. Obrazne povedané, ak je biotop ako adresa organizmov daného druhu, potom je ekologická nika profesiou, úlohou organizmu v jeho biotope.
Druh obsadzuje svoju ekologickú niku, aby plnil funkciu, ktorú si podmanil od iných druhov, vlastným jedinečným spôsobom, čím si osvojuje svoj biotop a zároveň ho formuje. Príroda je veľmi ekonomická: ani dva druhy, ktoré zaberajú rovnakú ekologickú niku, nemôžu existovať udržateľne. V súťaži jeden druh vytlačí iný.
Ekologická nika ako funkčné miesto druhu v systéme života nemôže zostať dlho prázdna – o tom svedčí pravidlo povinného vypĺňania ekologických ník: prázdna ekologická nika je vždy prirodzene vyplnená. Ekologická nika ako funkčné miesto druhu v ekosystéme umožňuje formu schopnú vyvinúť nové adaptácie na vyplnenie tejto niky, ale niekedy to vyžaduje značný čas. Prázdne ekologické výklenky, ktoré sa špecialistovi zdajú prázdne, sú často len podvodom. Preto by mal byť človek mimoriadne opatrný so závermi o možnosti naplnenia týchto výklenkov prostredníctvom aklimatizácie (úvodu). Aklimatizácia je súbor opatrení na zavedenie druhu do nových biotopov, ktoré sa vykonávajú s cieľom obohatiť prirodzené alebo umelé spoločenstvá o organizmy užitočné pre človeka.
Rozkvet aklimatizácie nastal v dvadsiatych a štyridsiatych rokoch dvadsiateho storočia. Postupom času sa však ukázalo, že pokusy s aklimatizáciou druhov boli buď neúspešné, alebo, čo je horšie, priniesli veľmi negatívne výsledky – druhy sa stali škodcami alebo šírili nebezpečné choroby. Napríklad s aklimatizovanou včelou Ďalekého východu v európskej časti boli zavlečené roztoče, ktoré boli pôvodcami choroby varroatóza, ktorá zabila veľké množstvo včelstiev. Nemohlo to byť inak: nové druhy umiestnené v cudzom ekosystéme so skutočne obsadenou ekologickou nikou vytlačili tých, ktorí už podobnú prácu vykonávali. Nové druhy nespĺňali potreby ekosystému, niekedy nemali nepriateľov, a preto sa mohli rýchlo rozmnožovať.
Klasickým príkladom je introdukcia králikov do Austrálie. V roku 1859 boli králiky privezené do Austrálie z Anglicka na športový lov. Prírodné podmienky boli pre nich priaznivé a miestne dravce - dingo - neboli nebezpečné, pretože nebežali dostatočne rýchlo. V dôsledku toho sa králiky premnožili natoľko, že zničili vegetáciu pasienkov na rozsiahlych územiach. V niektorých prípadoch prinieslo zavlečenie prirodzeného nepriateľa cudzieho škodcu do ekosystému úspech v boji proti druhému, no nie všetko je také jednoduché, ako sa na prvý pohľad zdá. Zavedený nepriateľ sa nemusí nevyhnutne sústrediť na vyhladenie svojej obvyklej koristi. Napríklad líšky, ktoré boli dovezené do Austrálie na zabíjanie králikov, našli ľahšiu korisť - miestnych vačkovcov - v hojnom množstve, bez toho, aby spôsobili zamýšľanej obeti veľké problémy.
Konkurenčné vzťahy sú zreteľne sledované nielen na medzidruhovej, ale aj vnútrodruhovej (populačnej) úrovni. S rastom populácie, keď sa počet jej jedincov blíži k nasýteniu, vstupujú do hry vnútorné fyziologické mechanizmy regulácie: zvyšuje sa úmrtnosť, klesá plodnosť a stresové situácie, bitky. Populačná ekológia študuje tieto problémy.
Konkurenčné vzťahy sú jedným z najdôležitejších mechanizmov formovania druhovej skladby spoločenstiev, priestorového rozmiestnenia populačných druhov a regulácie ich početnosti.
Keďže v štruktúre ekosystému dominujú potravinové interakcie, najcharakteristickejšou formou interakcie medzi druhmi v trofických reťazcoch je dravosť , pri ktorej sa jedinec jedného druhu, nazývaný dravec, živí organizmami (alebo časťami organizmov) iného druhu, nazývaným korisť, a predátor žije oddelene od koristi. V takýchto prípadoch sa hovorí, že tieto dva druhy sú zapojené do vzťahu predátor-korisť.
Druhy koristi si vyvinuli množstvo obranných mechanizmov, aby sa nestali ľahkou korisťou pre predátorov: schopnosť rýchlo utekať alebo lietať, uvoľňovanie chemikálií so zápachom, ktoré odpudzujú alebo dokonca otrávia dravca, hrubú kožu alebo ulitu, ochranné sfarbenie. alebo schopnosť meniť farbu.
Predátori majú tiež niekoľko spôsobov, ako loviť korisť. Mäsožravce sú na rozdiel od bylinožravcov väčšinou nútené svoju korisť prenasledovať a predbiehať (porovnaj napr. bylinožravé slony, hrochy, kravy s mäsožravými gepardmi, pantermi a pod.). Niektoré dravce sú nútené rýchlo utekať, iné dosahujú svoj cieľ lovom vo svorkách, iné chytajú najmä chorých, ranených a menejcenných jedincov. Ďalším spôsobom, ako si zabezpečiť potravu pre zvieratá, je cesta, ktorou sa vydal človek – vynález rybárskeho náčinia a domestikácia zvierat.
Príroda je všetko, čo nás obklopuje a všetko, čo bolo stvorené bez účasti človeka. V tomto množstve dokonale koexistujú predmety živej a neživej prírody. Ak všetky živé veci dýchajú, jedia, rastú a rozmnožujú sa, potom telá neživej prírody zostávajú takmer vždy nezmenené, statické.
Ak sa rozhliadneme okolo seba, všade nás obklopujú predmety neživej prírody: tečie potok, v diaľke vidno vysoké hory, vietor šuští popadané lístie, oblaky plávajú po oblohe, slnko nás jemne hreje. Toto všetko: vzduch, voda, oblaky, opadané lístie, vietor a Slnko sú objekty neživej prírody.
Navyše, neživá príroda je primárna, práve z nej vznikol život na Zemi. Všetky živé organizmy využívajú dary neživej prírody, existujú na jej úkor a nakoniec sa po smrti sami stávajú jej objektmi. Vyrúbaný kmeň stromu, opadané lístie, či mŕtvola zvieraťa sú teda už tela neživej prírody.
Znaky neživých predmetov
Ak porovnáme predmety neživej prírody so živými organizmami, je ľahké vymenovať hlavné charakteristiky neživých predmetov: nerastú, nerozmnožujú sa, nedýchajú, nekŕmia sa a neumierajú. Napríklad hory, keď sa objavia, vystreľujú svoje vrcholy k oblohe po tisíce rokov. Alebo planéty, pred miliardami rokov, zoradené do štíhlej línie slnečná sústava a naďalej existovať.
Preto medzi hlavné charakteristické znaky neživých predmetov patria:
- Udržateľnosť
- Slabá variabilita
- Neschopnosť dýchať, jesť. Jednoducho nepotrebujú jedlo.
- Neschopnosť reprodukovať. Zároveň samotné predmety neživej prírody, keď sa raz objavia na zemi, nezmiznú ani nezomrú. Pokiaľ nie sú pod vplyvom prostredia schopné prechodu do iného stavu. Napríklad kameň sa môže časom zmeniť na prach. A najvýraznejším príkladom premeny je kolobeh vody v prírode, v ktorom neživý predmet (voda) prechádza všetkými štádiami svojho stavu, mení sa z vody na paru, potom opäť na vodu a nakoniec na ľad.
- Neschopnosť pohybu. Väčšina neživých predmetov je inertná. Takže kameň sa pohne, ak ho len zatlačíte. A voda v rieke tečie len preto, že prvky, z ktorých pozostáva, majú slabé vnútorné spojenia a majú tendenciu zaberať najnižšie miesto a vytvárať prúd.
- Neúspech v raste. Napriek tomu, že objekty neživej prírody sú schopné meniť objem (napríklad hory „rastú“, kryštály soli sa zväčšujú atď.), k nárastu nedochádza, pretože sa tvoria nové bunky. Ale pretože „noví príchodzí“ sú pripojení k tým starým.
Predmety neživej prírody: príklady
Existuje toľko predmetov neživej prírody a sú také rozmanité, že jedna veda ich nedokáže všetky študovať. Zaoberá sa tým viacero vied: chémia, fyzika, geológia, hydrografia, astronómia atď.
Podľa jednej z existujúcich klasifikácií sú všetky predmety neživej prírody rozdelené do troch veľkých skupín:
- Pevné látky. Patria sem všetky horniny, minerály, látky, ktoré tvoria pôdu, ľadovce a ľadovce a planéty. Sú to kamene a ložiská zlata, skál a diamantov, Slnko a Mesiac, kométy a asteroidy, snehové vločky a krúpy, zrnká piesku a kryštálu.
Tieto predmety majú jasný tvar, nepotrebujú potravu, nedýchajú a nerastú.
- Tekuté telá- sú to všetko predmety neživej povahy, ktoré sú v stave plynulosti a nemajú konkrétny tvar. Napríklad rosa a kvapky dažďa, hmla a mraky, sopečná láva a rieka.
Všetky tieto druhy neživých predmetov sú úzko prepojené s inými telami, ale tiež nepotrebujú potravu, dýchanie a nie sú schopné reprodukcie.
- Plynné telesá- všetky látky pozostávajúce z plynov: vzduchové hmoty, vodná para, hviezdy. Atmosféra našej planéty je najväčším objektom neživej prírody, ktorá ak sa zmení, je len pod vplyvom prostredia. Ale zároveň sa nekŕmi, nerastie, nerozmnožuje sa. Pre život je však životne dôležitý vzduch.
Aké neživé predmety sú potrebné pre život?
Už sme spomenuli, že bez neživých predmetov je život na našej planéte nemožný. Zo všetkého množstva pre existenciu živej prírody sú mimoriadne dôležité tieto telá neživej prírody:
- Pôda. Trvalo niekoľko miliárd rokov, kým pôda začala mať vlastnosti, ktoré umožňovali vznik rastlín. Je to pôda, ktorá spája atmosféru, hydrosféru a litosféru, v pôde prebiehajú najdôležitejšie fyzikálne a chemické reakcie: prestarnuté rastliny a živočíchy sa rozkladajú a premieňajú na minerály. Pôda tiež chráni živé organizmy pred toxínmi, neutralizuje toxické látky.
- Vzduch- mimoriadne potrebná látka pre život, pretože všetky predmety živej prírody dýchajú. Rastliny potrebujú vzduch nielen na dýchanie, ale aj na tvorbu živín.
- Voda- základ a hlavná príčina vzniku života na Zemi. Všetky živé organizmy potrebujú vodu, pre niektoré je biotopom (ryby, morské živočíchy, riasy), pre iné zdrojom výživy (rastliny), pre iné podstatnou zložkou výživovej schémy (živočíchy, rastliny).
- slnko- ďalší predmet neživej prírody, ktorý spôsobil vznik života na našej planéte. Jeho teplo a energia sú nevyhnutné pre rast a rozmnožovanie, bez slnka rastliny nerastú a mnohé fyzikálne a chemické reakcie a cykly, ktoré udržujú životnú rovnováhu na Zemi, zamrznú.
Spojenie neživej prírody a živej prírody je veľmi mnohostranné. Všetky prírodné telá, ktoré nás obklopujú, sú neoddeliteľne spojené tisíckami vlákien. Napríklad človek je objektom živej prírody, no k životu potrebuje vzduch, vodu a Slnko. A to sú predmety neživej prírody. Alebo rastliny – ich život je nemožný bez pôdy, vody, slnečného tepla a svetla. Vietor je neživý objekt, ktorý výrazne ovplyvňuje schopnosť rastlín rozmnožovať sa rozptyľovaním semien alebo sfukovaním suchých listov zo stromov.
Na druhej strane živé organizmy neustále ovplyvňujú predmety neživej prírody. Mikroorganizmy, ryby a zvieratá žijúce vo vode si teda zachovávajú svoje chemické zloženie; rastliny, ktoré umierajú a hnijú, nasýtia pôdu mikroelementmi.
Zanechal odpoveď Hosť
Súvislosti medzi neživou a živou prírodou spočívajú v tom, že vzduch, voda, teplo, svetlo a minerálne soli sú podmienky nevyhnutné pre život živých organizmov, zmeny v pôsobení týchto faktorov organizmy určitým spôsobom ovplyvňujú. Táto súvislosť sa prejavuje aj v prispôsobivosti živých bytostí ich prostrediu. Napríklad je známe, ako živo sa prejavuje schopnosť živých organizmov žiť vo vode. Organizmy žijúce v prostredí zem-vzduch majú veľmi zaujímavú formu spojenia s neživou prírodou: pohyb vzduchu - vietor - slúži ako prostriedok na šírenie plodov a semien množstva rastlín a tieto plody a semená samy o sebe majú jasne viditeľné adaptívne vlastnosti. Medzi neživou a živou prírodou existujú aj prepojenia reverznej povahy, kedy živé organizmy ovplyvňujú neživé prostredie okolo seba. Menia napríklad zloženie vzduchu. V lese je vďaka rastlinám viac vlahy v pôde ako na lúke, v lese je rozdielna teplota a vlhkosť vzduchu. Pôda vzniká interakciou neživej a živej prírody so živými organizmami. Zaberá akúsi medzipolohu medzi neživou a živou prírodou a slúži ako spojovací článok medzi nimi. Mnohé minerály, ktoré patria do neživej prírody (vápenec, rašelina, uhlie a iné), vznikli zo zvyškov živých organizmov. Veľmi rôznorodé sú aj ekologické súvislosti v rámci živej prírody. Väzby medzi rôznymi rastlinami sa najvýraznejšie prejavujú v nepriamom vplyve niektorých rastlín na iné.
Napríklad stromy zmenou osvetlenia, vlhkosti a teploty vzduchu pod korunou lesa vytvárajú určité podmienky, ktoré sú pre niektoré rastliny v nižších vrstvách priaznivé a pre iné nepriaznivé. Takzvané buriny na poli alebo v záhrade absorbujú značnú časť vlahy a živín z pôdy, zatienenie pestované rastliny, ovplyvňovať ich rast a vývoj, utláčať ich.
Zaujímavé sú súvislosti medzi rastlinami a zvieratami. Na jednej strane rastliny slúžia ako potrava pre zvieratá (potravinové spojenie); vytvoriť ich biotop (nasýtiť vzduch kyslíkom); poskytnúť im prístrešie; slúžia ako materiál na stavbu obydlí (napr. vtáčie hniezdo). Na druhej strane, zvieratá ovplyvňujú aj rastliny. Napríklad sa šíria ich plody a semená, a preto majú niektoré plody špeciálne zariadenia (semená lopúcha).
Potravinové spojenia medzi zvieratami rôznych druhov sú obzvlášť zreteľne viditeľné. To sa odráža v konceptoch „hmyzožravcov“ a „mäsožravcov“. Zaujímavé sú súvislosti medzi zvieratami rovnakého druhu, napríklad rozmiestnenie hniezdneho alebo poľovného revíru, starostlivosť o dospelé zvieratá o ich potomstvo.
Medzi hubami, rastlinami a živočíchmi existujú zvláštne spojenia. Huby rastúce v lese s podzemnou časťou ako mycéliom rastú spolu s koreňmi stromov, kríkov a niektorých bylín. Vďaka tomu huby prijímajú organické živiny z rastlín a rastliny z húb vodu s minerálnymi soľami v nej rozpustnými. Niektoré zvieratá jedia huby a liečia sa nimi.
Uvedené typy spojení medzi neživou a živou prírodou, medzi zložkami živej prírody, sa prejavujú v lese, na lúke a v nádrži, vďaka čomu sa stávajú nielen súborom rôznych rastlín a živočíchov, ale aj prírodným spoločenstvom.
Objavovanie súvislostí medzi človekom a prírodou je veľmi dôležité. Navyše, človek je považovaný za súčasť prírody, existuje v prírode a je od nej neoddeliteľný.
Spojenie človeka s prírodou sa prejavuje predovšetkým v rozmanitej úlohe, ktorú príroda zohráva v materiálnom a duchovnom živote ľudí. Zároveň sa prejavujú aj spätným vplyvom človeka na prírodu, ktorý môže byť pozitívny (ochrana prírody) a negatívny (znečistenie ovzdušia a vody, ničenie rastlín, živočíchov a pod.).