Экологические факторы

прямо или косвенно влияющие на жизненные показатели существ. В том

числе могут создаваться самими животными. Факторы могут быть ресурсами и условиями.
Ресурсы — элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO2, O2, свет). Расходуемый  показатель, на которые живое существо может повлиять. 
Условия — не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы). На них повлиять не возможно. 

вызывающие ответные реакции в нем. 
Выделяют три группы экологических факторов

Абиотические
Биотические
Антропогенные
Химические (состав

почвы, газовый состав)
Физические (температура, влажность, ветер)

Положительные (кооперация, мутуализм)
Нейтральные
Отрицательные (хищничество, паразитизм)

различных формах и влажность воздуха), ветер;
эдафические, или почвенно-грунтовые, – механический

и химический состав почвы, ее водный и температурный режим;
топографические – условия рельефа.

По другой классификации абиотические факторы делят на физические и химические.

веществ в организмах.
Поскольку суточные и сезонные колебания температур возрастают

по мере удаления от экватора, растения и животные, приспосабливаясь к ним, проявляют различную потребность в тепле;
Способы приспособления: миграция, криптобиоз (спячка) и анабиоз (оцепенение).

виды птиц, рыб, насекомых и других животных).
Оцепенение - состояние полной

неподвижности, резкое снижение жизнедеятельности, прекращение питания. Наблюдается у насекомых, рыб, земноводных, млекопитающих при понижении температуры среды осенью, зимой (зимняя спячка) или при повышении ее летом в пустынях (летняя спячка).
Анабиоз - состояние резкого угнетения жизненных процессов, когда видимые проявления жизни временно прекращаются. Это явление обратимое. Отмечается у микробов, растений, низших животных. Семена некоторых растений в анабиозе могут находиться до 50 лет. Микробы в состоянии анабиоза образуют споры, простейшие – цисты.

представители флоры, которые способны переносить значительные холода, однако не сильные

морозы
Мезотермофиты - теплолюбивые
Мегатермофиты - способные переносить значительную жару

Животные
Криофилы  - белые медведи, песцы, полярные гуси, лемминги. 
Мезофилы – псовые, тигры, леопарды, лоси и олени. 
Термофилы – обитатели тропиков, субтропиков

температуры, в пределах которой деятельность выражена особенно хорошо. Выше этой

зоны находится зона временного теплового оцепенения, еще выше - зона продолжительной бездеятельности или летней спячки, граничащая с зоной высокой летальной температуры. При понижении последней ниже оптимума находится зона холодового оцепенения, зимней спячки и летальной низкой температуры.

фактора по территории подчиняется в целом такой же закономерности. Зоне

оптимальных температур соответствует наибольшая плотность популяции, а по обе стороны от нее наблюдается снижение плотности вплоть до границы ареала, где она наименьшая.
Температурный фактор на большой территории Земли подвержен резко выраженным суточным и сезонным колебаниям, что в свою очередь обусловливает соответствующий ритм биологических явлений в природе. В зависимости от обеспеченности тепловой энергией симметричных участков обоих полушарий земного шара, начиная от экватора, выделяют различные климатические зоны.

самые прохладные дни не опускается ниже 0° C. Колебания температуры

во времени незначительны, амплитуда не превышает 5° C. Вегетация круглогодичная.
Субтропическая зона. Средняя температура самого холодного месяца не ниже 4° C, а самого теплого - выше 20° C. Минусовые температуры редки. Устойчивый снежный покров зимой отсутствует. Вегетационный период продолжается 9-11 мес.
Умеренная зона. Хорошо выражены летний вегетационный сезон и зимний период покоя растений. В основной части зоны устойчивый снежный покров. Весной и осенью типичны заморозки. Иногда эта зона подразделяется на две: умеренно теплую и умеренно холодную, для которых характерно четыре времени года.
Холодная зона. Среднегодовая температура ниже О° C, заморозки возможны даже в течение короткого (2-3 мес) вегетационного периода. Очень велико годовое колебание температуры.

водной среде зародилась жизнь. Обитатели суши и поныне зависимы от

воды. Для многих видов животных и растений вода продолжает оставаться средой обитания. Значение воды в процессах жизнедеятельности определяется тем, что она является основной средой в клетке, где осуществляются процессы метаболизма, выступает важнейшим исходным, промежуточным и конечным продуктом биохимических превращений. Значимость воды определяется и ее количественным содержанием. Живые организмы состоят не менее чем на 3/4 из воды.

организмах.
В природе существует суточный ритм влажности: она повышается ночью

и понижается днем. Вместе с температурой и светом влажность играет важную роль в регуляции активности живых организмов.
Источником воды для растений и животных служат главным образом атмосферные осадки и подземные воды, а также роса и туман.

растения (кувшинка, стрелолист, ряска);
гигрофиты - обитатели избыточно увлажненных мест (аир,

вахта);
мезофиты - растения нормальных условий влажности (ландыш, валериана, люпин);
ксерофиты - растения, живущие в условиях постоянного или сезонного дефицита влаги (саксаул, верблюжья колючка, эфедра) и их разновидности суккуленты (кактусы, молочаи).

закономерная изменчивость в течение годичного цикла и даже суток, а

также в зависимости от географической зональности.
В связи с этим приспособления живых организмов также имеют закономерный и сезонный характер.
Приспособление организмов к условиям среды может быть быстрым и обратимым или довольно медленным, что зависит от глубины воздействия фактора.

недостатком влаги (растения)
уменьшение размеров клеток
определенный химический состав цитоплазмы
увеличение количества устьиц

на единицу поверхности листа
узкие жесткие листья, часто с толстой кутикулой
образование волоскового слоя
превращение листьев в колючки
развитие мощной и глубокой корневой системы у растений засушливых мест
очень короткая, но интенсивная вегетация, которая охватывает сравнительно влажный ранне-весенний период (тюльпаны, песчаная осока, маки, ковыль и пр.). Другую часть года они сохраняются в виде покоящихся луковиц или корневищ
поглощение парообразной влаги из воздуха наземными органами и частями растений [эпифиты (растения, которые произрастают на других растениях, но используют их лишь как опору для прикрепления, т.е. не являются паразитами), пустынные афильные растения (саксаул), суккуленты (кактусы), много мхов и лишайники] при помощи специальных приспособлений для лучшей конденсации влаги (волоски), поглощения конденсата (желобки, полости, ямочки), направления струек воды от листьев к корневой системе и т. п.

недостатком влаги (животные)
способность к быстрому и продолжительному бегу (кулан, антилопа,

джейран, сайгак), что позволяет им совершать дальние миграции на водопой
всасывания воды через покровы тела из среды обитания в жидком или парообразном состоянии (амфибии, некоторые насекомые, клещи)
запасание воды, образующейся при окислительных реакциях. Особенно много такой воды дает окисление жира (107 г воды из 100 г жира). Поэтому многие обитатели пустынь имеют жировые отложения. Они служат своеобразным резервом воды в организме, например горб у верблюда, подкожные отложения жира у грызунов.
слабая проницаемость наружных покровов тела, что уменьшает испарение воды;
редкие дыхательные движения
глубоко расположенные органы дыхания
максимально обезвоженные продукты выделения
пониженное потоотделение и отдача воды со слизистых
обитание в нормах и переход к ночному образу жизни для избегания иссушающего действия низкой влажности воздуха и перегрева
летняя спячка с началом сухого и жаркого периодов. Это характерно для степных и пустынных грызунов, черепах, некоторых насекомых и других беспозвоночных.

приспособлений и высокого уровня организации растений и животных. Низкая плотность

и оводненность, высокое содержание кислорода, легкость перемещения воздушных масс, резкие перепады температуры и т. п. заметно сказываются на процессе дыхания, водообмене и передвижении живых существ.
Подавляющее большинство наземных животных в ходе эволюции приобрели способность к полету (75 % всех видов наземных животных). Для многих видов характерна анемохория - расселение с помощью воздушных потоков (споры, семена, плоды, цисты простейших, насекомые, пауки и т. п.). Некоторые растения стали ветроопыляемыми.
Для успешного существования организмов важны не только физические, но и химические свойства воздуха, содержание в нем нужных для жизни газовых компонентов

– анаэробы.
Кислород является конечным акцептором электрона, который отщепляется от атома

водорода в процессе энергетического обмена.
В химически связанном состоянии кислород входит в состав многих очень важных органических и минеральных соединений живых организмов. Огромна его роль как окислителя в круговороте отдельных элементов биосферы.
Единственными продуцентами свободного кислорода на Земле являются зеленые растения, которые образуют его в процессе фотосинтеза.
Поглощение организмами кислорода из внешней среды происходит всей поверхностью тела (простейшие, черви) или специальными органами дыхания: трахеями (насекомые), жабрами (рыбы), легкими (позвоночные).

крови: гемоглобином (позвоночные), гемоцианином (водные моллюски, ракообразные). 
У организмов, пребывающих в

условиях постоянного недостатка кислорода, выработались соответствующие приспособления: повышенная кислородная емкость крови, более частые и глубокие дыхательные движения, большой объем легких (у жителей высокогорья, птиц) или уменьшение использования кислорода тканями благодаря повышению количества миоглобина - аккумулятора кислорода в тканях (у обитателей водной среды).
У двоякодышащих рыб имеется возможность дышать с помощью видоизмененного плавательного пузыря (выполняющего функцию легких) – протоптер. У лабиринтовых рыб имеется лабиринтовый орган, в котором происходит газообмен с воздушной средой. Некоторые животные, такие как африканский сомик, могут впадать в спячку.
Вследствие высокой растворимости СО2 и О2 в воде относительное их содержание здесь выше (в 2-3 раза), чем в воздушной среде. Это обстоятельство очень важно для гидробионтов, использующих либо растворенный кислород для дыхания, либо СО2 для фотосинтеза (водные фототрофы

Кислород

доступа кислорода путем субстратного фосфорилирования, конечные продукты неполного окисления субстрата

при этом могут быть окислены с получением большего количества энергии в виде АТФ в присутствии конечного акцептора протонов организмами, осуществляющими окислительное фосфорилирование.

По отношению к кислороду выделяют две группы анаэробных бактерий:
факультативные - могут получать энергию как с участием кислорода, так и без него, переход с одного типа метаболизма на другой зависит от условий среды;
облигатные - никогда не используют O2.

Классификация анаэробных бактерий подразделяет облигатную группу по возможности спорообразования на следующие:
спорообразующие клостридии – грамположительные бактерии, большинство из которых подвижны, характеризуются интенсивным метаболизмом и большой изменчивостью;
неклостридиальные анаэробы – грамположительные и отрицательные бактерии, которые являются частью микрофлоры человека.

сине-зеленые водоросли
К анаэробным прокариотам относятся многие протисты (например, дрожжи) ,

паразитические черви, некоторые свободноживущие черви, некоторые растения, моллюски.
Чаще всего анаэробные эукариоты не являются облигатными анаэробам, т. е. совмещают оба типа метаболизма, анаэробами становятся только в случае необходимости.

жить при условиях, где очень мало кислорода или где его

совсем нет. Если они попадают в такую среду, жизнедеятельность их происходит за счет специальных нитратов кислорода и сульфатов. К этому виду бактерий относятся так называемые денитрифицирующие бактерии.
Аэробные прокариоты составляют большую группу распространенных в природе микроорганизмов, они играют главную роль в различных био-процессах. Благодаря этим бактериям сегодня налажено производство антибиотиков, ферментов, кислот. Аэробные спорообразующие прокариоты относятся к роду бациллюс.

все являются эукариотическими анаэробными организмами. Они могут быть одноклеточными

и многоклеточными, но все имеют общий план строения клеток.

% (по объему) или 0,57 мг/л. Вследствие этого даже небольшие

колебания в содержании СО2 существенно отражаются па непосредственно зависящем от него процессе фотосинтеза. Главные источники поступления СО2 в атмосферу - дыхание животных и растений, процессы горения, извержения вулканов, деятельность почвенных микроорганизмов и грибов, промышленные предприятия и транспорт.
Обладая свойством поглощения в инфракрасной области спектра, углекислый газ влияет на оптические параметры и температурный режим атмосферы, обусловливая известный "парниковый эффект".
Важным экологическим аспектом является повышение растворимости кислорода и углекислого газа в воде по мере уменьшения ее температуры. Именно поэтому фауна водных бассейнов полярных и приполярных широт очень обильна и разнообразна, главным образом за счет повышенной концентрации в холодной воде кислорода. Растворение кислорода в воде, как и любого другого газа, подчиняется закону Генри: оно обратно пропорционально температуре и прекращается при достижении точки кипения. В теплых водах тропических бассейнов пониженная концентрация растворенного кислорода ограничивает дыхание, а следовательно, и жизнедеятельность и численность водных животных.
В последнее время наблюдается заметное ухудшение кислородного режима многих водоемов, вызванное увеличением количества органических загрязнителей, деструкция которых требует большого количества кислорода.

темновых реакций фотосинтеза у высших растений

С3 - тип фотосинтеза

Основной механизм — это фиксация углерода в цикле Кальвина. В последнее время этот цикл стали называть С3 путем, или С3-типом, фотосинтеза, а растения, осуществляющие реакции только этого цикла, называют С3-растениями. Такие растения обычно растут в областях умеренного климата; оптимальная дневная температура для фиксации углекислого газа у этих растений составляет от +15 до +25 °С.

Поперечное сечение листа арабидопсиса — типичного С3-растения. Хорошо видно строение сосудистых пучков.

С4-типом фотосинтеза приходится концентрировать углекислый газ в клетках обкладки, так

как по сравнению с С3-растениями в их клетках углекислого газа содержится значительно меньше. Это связано с тем, что С4 - растения обитают в более жарком и сухом климате, чем С3-растения, поэтому для уменьшения потерь воды им приходится уменьшать транспирацию. За счет этого создаются трудности в поглощении углекислого газа, что и приводит к необходимости его концентрации. В настоящее время считается, что тип фотосинтеза является эволюционным приспособлением к более жарким и сухим климатическим условиям.

Поперечный срез листа кукурузы, широко распространённого C4-растения. Красным цветом показаны клетки проводящего пучка, фиолетовым — клетки обкладки, а бирюзовым — клетки мезофилла.

Для них характерны следующие особенности:
Их устьица обычно открыты ночью (т.

е. в темноте) и закрыты в течение дня.
Фиксация углекислого газа происходит в темное время суток. При этом образуется значительное количество яблочной кислоты.
Яблочная кислота запасается в больших вакуолях, которые характерны для клеток МОКТ-растений.
В светлое время суток яблочная кислота отдает углекислый газ в цикл Кальвина, где она превращается в сахарозу или запасной углевод глюкан.
В темновой период суток часть запасенного глюкана распадается с образованием молекул-акцепторов для темновой фиксации углекислого газа.

Метаболизм органических кислот, по типу толстянковых (МОКТ)

фотосинтетическая деятельность растений, а без последней - жизнь вообще, поскольку

зелёные растения имеют способность продуцировать кислород и органические вещества. Кроме того, свет является практически единственным источником тепла на планете Земля. Распространение водных растений, океанических животных и планктона также ограничено областью проникновения солнечных лучей.

В экологии под термином «свет» подразумевается весь диапазон солнечного излучения, достигающего земной поверхности. Около 50% солнечной энергии излучается в инфракрасной области, 40% - в видимой и 10% - в ультрафиолетовой и рентгеновской областях.

листовой мозаикой. Для сциофитов оптимальны затенённые места тёмнохвойных таёжных, широколиственных

и тропических влажных лесов. Обычно адаптация к условиям недостаточной освещенности сочетается у них с высокой потребностью в водоснабжении. В условиях сильной освещённости сциофиты не могут эффективно регулировать транспирацию и обычно высыхают. Типичные представители - зелёные мхи, плауны, кислица обыкновенная, копытень европейский, седмичник европейский, барвинок малый, майник двулистный и др.
Теневыносливые - факультативные гелиофиты. Способны развиваться как при очень большом, так и при малом количестве света. В качестве примера можно указать деревья: ель обыкновенную, клён остролистный, граб обыкновенный; кустарники - лещину, боярышник; травы - землянику, герань полевую; многие комнатные растения.
Светолюбивые - гелиофиты. Имеют мелкие блестящие или густо опушенные листья, расположенными под большим углом, иногда почти вертикально; встречается сезонный диморфизм: весной листья мелкие, летом - крупнее. Образуют разряженные насаждения.

большая группа животных (булавоуcые бабочки, заяц, лось и др.).

Сумеречные

- животные, активный период суточной жизнедеятельности которых припадает на сумерки (вечерние или утренние). Это, в первую очередь, летучие мыши, козодои, некоторые совы, жуки-навозники, жабы.

Ночные - животные, ведущие ночной образ жизни (большинство сов, бабочки-бражники, некоторые тропические древесные лягушки, хомяки).

Пигменты пластид относятся к трем классам веществ: хлорофиллам, фикобилинам и

каротиноидам.
Хлорофиллы поглощают главным образом красный и сине-фиолетовый свет. Зеленый свет они отражают и потому придают растениям характерную зеленую окраску, если только ее не маскируют другие пигменты. Все фотосинтезирующие растения, включая все группы водорослей, а также цианобактерии, содержат хлорофиллы группы а. Хлорофилл b представлен у высших растений, у зеленых водорослей и эвгленовых. У бурых и диатомовых водорослей вместо хлорофилла b присутствует хлорофилл с, а у многих красных водорослей — хлорофилл d.
Фикобилины делятся на три основные группы: фикоэритрины, фикоцианины , аллофикоцианины. Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла: в оранжевой, желтой и зеленой частях спектра. В связи с изменением качественного состава света в верхних слоях морей и океанов обитают преимущественно зеленые водоросли, глубже — синезеленые и еще глубже -водоросли с красной окраской.
Каротиноиды - это желтые, оранжевые, красные или коричневые пигменты, которые сильно поглощают в сине-фиолетовой области. Обычно они замаскированы зелеными хлорофиллами, но хорошо выявляются перед листопадом, так как хлорофиллы в листьях распадаются первыми. Каротиноиды содержатся также в хромопластах некоторых цветков и плодов, яркая окраска которых служит для привлечения насекомых, птиц и других животных, участвующих в опылении цветков или распространении семян; например, красный цвет кожицы помидоров обусловлен присутствием одного из каротинов - ликопина.

влажных степей и заливных лугов. Пример: ковыль, дуб, сныть.
Мезотрофы –

обычные почвы.
Олиготрофы – обитают на бедных почвах сухих степей, верховых болотах, на камнях (сосна).

Базофиты: живокость, дрема, мак
Нейтрофиты: свекла, фасоль, горох, морковь, репа
Ацидофиты: ветреница, злаковые, картофель, перец, 
Террофиты - каменоломка
Кальциофиты – ветреница лесная. 
Псамофиты (песок) – песчаная акация. 

совместное взаимовыгодное существование (не обязательное)
Комменсализм – сосуществование организмов при

очевидной выгоде только одного из участников.

Отрицательные

Хищничество – поедание особями одного вида особей другого (искл. каннибализм);
Паразитизм – существование особей одного вида, за счет энергии особей другого вида;
Конкуренция – борьба двух и более видов за ресурсы (солнце, воду, пищу и др.) на данном ареале.
Внутривидовая
Межвидовая

Нейтрализм  — взаимоотношения между организмами не приносят друг другу ни вреда, ни пользы.

хозяйственной и военной деятельности.
Химические (радиационное загрязнение)
Физические

(световое, шумовое загрязнение) 

Примеры: промышленность, военные действия и испытания, хозяйственная деятельность, добыча полезных ископаемых, добыча ресурсов

фундаментальных законов в экологии, гласящий, что наиболее значим для организма тот фактор, который более

всего отклоняется от оптимального его значения. Именно от этого, минимально представленного в данный конкретный момент экологического фактора зависит выживание организма. 
Сформулирован Юстусом фон Либихом в 1840 году. 

условия благоприятны, но среди минеральных солей, необходимых растению, фосфора содержится

только 50% от требуемого, а кальция – 20%, значит урожай будет в 5 раз меньше возможного. Главный ограничитель – кальций. Внесем его в почву до нормы. Урожай поднимется, но все равно будет вдвое ниже ожидаемого. Теперь главный ограничитель это фосфор.

может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон

между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору.
Пример: непереносимыми для живых организмов могут быть не только недостаток (на что указывал ещё Либих), но и избыток тепла, света и воды. Любой фактор, находящийся в избытке или недостатке, может ограничивать рост и развитие организмов и популяций.

изображается в виде кривой жизнедеятельности (экологической кривой), при анализе которой можно выделить

некоторые точки и зоны

точки минимума и максимума 
зона оптимума
зоны пессимума (верхнего и нижнего)

при высокой вариативности показателя одного и того же признака.
Стенобионты –

виды, требовательны к постоянным условиям среды. Плохо переносят высокие колебания любого экологического фактора.
Космополиты – виды, обитающие на очень большой территории или даже на нескольких континентах.
Эндемики - виды, приспособленные к уникальным условиям среды, сложившихся на небольшой территории в результате взаимодействия биотических и абиотических факторов .

угнетение или гибель у другого вида.
Положение кривых оптимума на температурной

школе
Для разных видов:
1, 2 – стенотермные виды (живущие в узком диапазоне температур).
3-7 – эвритермные виды (сущетвующие при широком температуром  диапозоне). 
8, 9 – стенотермные виды.

диапазон значений фактора, при котором его развитие протекает наиболее эффективно;
Зона

угнетения или зона пессимума - состояние, при котором значение фактора ограничивает развитие и распространение особей. Крайние значения вызывают адаптационные реакции. 
Пограничные значения или лимитирующие (максимальные и минимальные) показатели фактора, за границами которых  жизнь особей невозможно. Их также называют критическими точками.  Условия, близкие к критическим точкам,  называют экстремальными.
Внутри этих границ располагается зона толерантности.

организм, главным образом на обмен веществ.
Косвенно действующие — влияющие опосредованно, через

изменение прямо действующих факторов (рельеф, экспозиция, высота над уровнем моря и др.)
Условно действующие - влияние элементов экосистемы (биогеоценоза), усиленных или ослабленных действием других экологических факторов.

растения, или малоподвижный образ жизни, свойственна пластичность — способность существовать в более

или менее широких диапазонах значений экологических факторов.
Выделяют такое его значение, при котором организм будет находиться в наиболее комфортном состоянии — быстро расти, размножаться, проявлять конкурентные способности. По мере увеличения или уменьшения значения фактора относительно наиболее благоприятного, организм начинает испытывать угнетение, что проявляется в ослаблении его жизненных функций и при экстремальных значениях фактора может привести к гибели.