Тема 2. основы факториальной экологии (аутэкологии)
Целевая установка:Рассмотреть действие различных природных факторов на отдельные (искусственно изолированные) организмы живой природы.
После изучения данной темы слушатели смогут:
дать определение среды, внешней среды, окружающей среды, среды обитания, адаптации;
объяснить, почему адаптация является основным свойством живых организмов;
назвать основные абиотические и биотические факторы среды и их влияние на организм;
сформулировать закон минимума Либиха и закон толерантности Шелфорда и привести примеры их использования в реальной жизни;
дать определение экологической ниши организма и показать ее отличие от местообитания.
В лекции рассматриваются следующие вопросы:
2.1. Факторы среды
2.2. Основные абиотические факторы и их влияние на организмы
2.3. Биотические факторы среды
2.4. Закономерности воздействия факторов среды на организмы
2.5. Реакция организмов на изменения уровня экологических факторов
2.6. Экологическая ниша организма
Контрольные вопросы для самопроверки
Факторы среды
Экологический фактор – любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития. Аутэкология, изучающая взаимоотношения представителей того или иного вида с окружающей его средой, в основном опирается на исследования процессов адаптации видов к окружающей среде, в особенности к абиотическим факторам парных взаимодействий (организм - фактор). Именно поэтому ее часто называют факториальной экологией.
Организм является начальной, основной единицей обмена веществ. Именно с организма и начинается цепочка взаимоотношений живой материи, ее нельзя прервать ни на одном уровне. Очевидно, что существует глубокая связь между организмом и окружающей средой.
Среда - комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. Вшироком смысле это материальные тела, явления и энергия, воздействующие на организм.
Существует значительное разнообразие слова «среда» в зависимости от степени конкретизации понятия. Так, внешняя средарассматривается как совокупность сил и явлений природы, ее вещество и пространство, любая деятельность человека (организма), находящаяся вне рассматриваемого объекта или субъекта и необязательно непосредственно контактирующая с ним. Понятие окружающая среда - то же, что и среда внешняя, но она находится в непосредственном контакте с объектом или субъектом. Термин, очевидно, требует определяющего дополнения: среда, окружающая кого? что? Поэтому более правильно говорить «окружающая человека среда» и т.д. Различают также природную среду(сочетание естественных и измененных деятельностью человека факторов живой и неживой природы, которые проявляют эффект воздействия на организм), среду абиотическую(все силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов) и среду биотическую(силы и явления природы, которые обязаны своим происхождением жизнедеятельности ныне живущих организмов).
Имеет место и конкретное пространственное понимание среды как непосредственного окружения организма - среда обитания.К ней относят только те элементы среды, с которыми данный организм вступает в прямые или непрямые отношения, т.е. это все то, среди чего он живет.
В земных условиях живые организмы освоили четыре основные среды обитания, сильно различающиеся по специфике условий. Первой по времени была водная среда, в которой возникла и распространилась жизнь. В последующем живые организмы овладели наземно-воздушной средой, далее они создали и заселили почву. Четвертой специфической средой жизни стали сами организмы, тела которых использовались паразитами или симбионтами.
Необходимо подчеркнуть, что понятие «среда» не является синонимом понятия «условия существования». Последнее означает сумму жизненно необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать.
Организм, испытывая потребность в притоке вещества, энергии и информации, полностью зависит от среды. Уместно здесь привести закон, открытый российским ученым К.Ф. Рулье: результаты развития (изменений) любого объекта (организма) определяются соотношением его внутренних особенностей и особенностей той среды, в которой он находится.Этот закон, иногда называемый первым экологическим законом жизни, имеет общее значение, так как в равной мере относится к живой и неживой материи, а также социальной сфере.
Эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, выражающееся в изменении их внешних и внутренних особенностей, носит название адаптации.
Способность к адаптациям — одно из основных свойств жизни вообще, поскольку обеспечивает саму возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. При этом адаптации способны проявляться на самых разных уровнях: от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экосистем.
Каждый организм реагирует на окружающую среду в соответствии со своей генетической конституцией. Правило соответствияусловий среды генетической предопределенности организма гласит: до тех пор, пока среда, окружающая определенный вид организмов, соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям, этот вид может существовать. Согласно этому правилу тот или иной вид живого возник в определенной среде и в той или иной степени смог приспособиться к ней. Дальнейшее его существование возможно лишь в ней или в среде, близкой к ней. Резкое и быстрое изменение условий среды обитания может привести к тому, что генетический аппарат вида не сможет приспособиться к новым условиям жизни. Сказанное в полной мере относится и к человеку.
Организмы и сами способны существенно воздействовать на среду. Так, их жизнедеятельность сильно влияет на газовый состав атмосферы. Это связано, в частности, с тем, что в результате фотосинтеза зеленых растений в атмосферу поступает кислород. Диоксид углерода, напротив, извлекается из атмосферного воздуха растениями и вновь поступает туда в процессе разложения остатков погибших организмов. В процессе разложения тел погибших организмов бактерии, грибы и животные участвуют в образовании почвы. Именно жизнедеятельность организмов определяет содержание растворенных органических соединений и минеральных солей в природных водах. Укажем, что организмы, меняя химический состав среды, воздействуют и на ее физические свойства.
Экологические факторы весьма разнообразны, имеют разную природу и специфику действия, они могут быть необходимы для организмов или, наоборот, вредны для них, способствовать или препятствовать выживанию и размножению. Их подразделяют на абиотические и биотические, антропические.
Абиотические факторы - это все свойства неживой природы, прямо или косвенно влияющие на живые организмы (свет, температура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности и т.д.).
Биотические факторы - это прямые и опосредованные формы воздействия живых существ друг на друга. Любой организм в реальных условиях постоянно испытывает на себе самое различное влияние других существ.
Антропические факторы - факторы, которые возникают в ходе непосредственного (прямого) воздействия человека на что-то. Ответ 2 (конец).
Весьма часто употребляют термин «антропогенный фактор». Под ним понимают фактор, косвенно обязанный своим происхождением деятельности (настоящей и прошлой) человека. В последние годы антропогенные факторы, учитывая силу их воздействия, выделяют как отдельную категорию экологических факторов.
В табл. 2.1 приведен один из вариантов классификации экологических факторов среды.
Таблица 2.1.
Классификация экологических факторов среды
| Абиотические | Биотические |
| Климатические: свет, температура, влага, движение воздуха, давление | Фитогенные: растительные организмы |
| Эдафогенные: (от «эдафос» — почва): механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость, плотность | Зоогенные: животные организмы |
| Орографические: рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона | Микробиогенные: вирусы, простейшие бактерии |
| Химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и состав почвенных растений | Антропогенные: деятельность человека |
Существуют и другие подходы к классификации экологических факторов: по очередности(первичный и вторичный); по времени(эволюционный и исторический); по происхождению (космический, абиотический, биогенный, биотический, биологический, природно-антропогенный, антропический); по среде возникновения(атмосферный, водный, геоморфологический, эдафический (эдафогенный), физиологический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный); по степени воздействия (летальный (приводящий живой организм к гибели), экстремальный, лимитирующий, беспокоящий, мутагенный, тератогенный, приводящий к уродствам в ходе индивидуального развития).