životní zdroje 

environmentální faktory.

Místo výskytu - to je ta část přírody, která obklopuje živý organismus a se kterou přímo interaguje. Složky a vlastnosti prostředí jsou rozmanité a proměnlivé. Každá živá bytost žije ve složitém, měnícím se světě, neustále se mu přizpůsobuje a reguluje svou životní činnost v souladu se svými proměnami.

Samostatné vlastnosti nebo prvky prostředí, které ovlivňují organismy, se nazývají environmentální faktory. Faktory prostředí jsou různé. Mohou být nezbytné nebo naopak škodlivé pro živé bytosti, podporovat nebo bránit přežití a reprodukci. Faktory prostředí mají jinou povahu a specifičnost působení. Mezi ně patří abiotické a biotické, antropogenní.

Abiotické faktory - teplota, světlo, radioaktivní záření, tlak, vlhkost vzduchu, složení solí vody, vítr, proudy, terén - to vše jsou vlastnosti neživé přírody, které přímo či nepřímo ovlivňují živé organismy.

Biotické faktory - to jsou formy vzájemného působení živých bytostí. Každý organismus neustále zažívá přímý či nepřímý vliv jiných tvorů, vstupuje do kontaktu se zástupci svého druhu i jiných druhů – rostlinami, zvířaty, mikroorganismy, závisí na nich a sám na ně má vliv. Okolní organický svět- nedílná součást životního prostředí každé živé bytosti.

Vzájemná spojení organismů jsou základem pro existenci biocenóz a populací; jejich zohlednění patří do oblasti synekologie.

Antropogenní faktory jsou formy činnosti lidská společnost, které vedou ke změně přírody jako biotopu jiných druhů nebo přímo ovlivňují jejich život. V průběhu lidských dějin rozvoj nejprve lovu a poté zemědělství, průmyslu a dopravy značně změnil povahu naší planety. Význam antropogenních dopadů na celý živý svět Země stále rychle roste.

Člověk sice ovlivňuje zvěř prostřednictvím změny abiotických faktorů a biotických vztahů druhů, ale působení lidí na planetě je třeba vyzdvihnout jako zvláštní sílu, která nezapadá do rámce této klasifikace. V současnosti je prakticky osud živého krytu Země, všech druhů organismů, v rukou lidské společnosti, závisí na antropogenním vlivu na přírodu.

Stejný environmentální faktor má v životě spolubydlících organismů různých druhů různý význam. Například silný vítr v zimě je nepříznivý pro velká zvířata žijící v otevřeném prostoru, ale neovlivňuje ty menší, které se ukrývají v norách nebo pod sněhem. Složení soli v půdě je důležité pro výživu rostlin, ale je lhostejné pro většinu suchozemských zvířat atd.

Změny environmentálních faktorů v průběhu času mohou být: 1) pravidelně-periodické, měnící sílu dopadu v souvislosti s denní dobou nebo ročním obdobím nebo rytmem přílivu a odlivu v oceánu; 2) nepravidelné, bez jasné periodicity, například změny povětrnostních podmínek v různých letech, katastrofické jevy - bouřky, lijáky, sesuvy půdy atd.; 3) zaměřené na známá, někdy dlouhá, časová období, například během ochlazování nebo oteplování klimatu, zarůstání vodních ploch, neustálé pastvě ve stejné oblasti atd.

Mezi faktory prostředí se rozlišují zdroje a podmínky. Zdroje životní prostředí organismy využívají, konzumují, a tím snižují jejich počet. Mezi zdroje patří jídlo, voda, když je jí málo, přístřešky, vhodná místa pro chov atd. Podmínky - to jsou faktory, kterým jsou organismy nuceny se přizpůsobit, ale většinou je nemohou ovlivnit. Jeden a tentýž environmentální faktor může být pro některé zdrojem a pro jiné podmínkou. Světlo je například pro rostliny životně důležitým energetickým zdrojem a pro živočichy se zrakem je podmínkou zrakové orientace. Voda může být pro mnoho organismů podmínkou života i zdrojem.

2.2. Adaptace organismu

Adaptace organismů na jejich prostředí se nazývají přizpůsobování. Adaptace jsou jakékoli změny ve struktuře a funkcích organismů, které zvyšují jejich šance na přežití.

Schopnost adaptace je jednou z hlavních vlastností života vůbec, neboť poskytuje samotnou možnost jeho existence, schopnost organismů přežít a rozmnožovat se. Adaptace se projevují na různých úrovních: od biochemie buněk a chování jednotlivých organismů až po strukturu a fungování společenstev a ekologických systémů. Adaptace vznikají a vyvíjejí se v průběhu evoluce druhů.

Hlavní mechanismy adaptace na úrovni organismu: 1) biochemický- projevují se intracelulárními procesy, jako je změna práce enzymů nebo změna jejich počtu; 2) fyziologický– například zvýšené pocení se zvyšující se teplotou u řady druhů; 3) morfo-anatomické- rysy stavby a tvaru těla spojené s životním stylem; 4) behaviorální- např. vyhledávání příznivých biotopů zvířaty, zakládání nor, hnízd apod.; 5) ontogenetické- zrychlení nebo zpomalení individuální rozvoj usnadňuje přežití v měnících se podmínkách.

Environmentální faktory prostředí mají různé účinky na živé organismy, to znamená, že mohou ovlivnit jak dráždivé látky, způsobující adaptivní změny fyziologických a biochemických funkcí; jak omezovače, způsobující nemožnost existence v těchto podmínkách; jak modifikátory, způsobující morfologické a anatomické změny v organismech; jak signály, indikující změny dalších faktorů prostředí.

2.3. Obecné zákonitosti působení faktorů prostředí na organismy

Navzdory široké škále faktorů prostředí lze identifikovat řadu obecných vzorců v povaze jejich dopadu na organismy a v reakcích živých bytostí.

1. Zákon optima.

Každý faktor má určité limity pozitivního vlivu na organismy (obr. 1). Výsledek působení proměnného faktoru závisí především na síle jeho projevu. Nedostatečné i nadměrné působení faktoru negativně ovlivňuje život jedinců. Blahodárný účinek se nazývá zóna optimálního ekologického faktoru nebo jednoduše optimální pro organismy tohoto druhu. Čím silnější je odchylka od optima, tím výraznější je inhibiční účinek tohoto faktoru na organismy. (zóna pesima). Maximální a minimální tolerované hodnoty faktoru jsou kritické body za za nímž již existence není možná, nastává smrt. Meze odolnosti mezi kritickými body se nazývají environmentální valence živé bytosti ve vztahu ke konkrétnímu faktoru prostředí.


Rýže. jeden. Schéma působení faktorů prostředí na živé organismy


Zástupci různých druhů se od sebe velmi liší jak v poloze optima, tak v ekologické valenci. Například polární lišky v tundře snesou výkyvy teploty vzduchu v rozmezí více než 80 °C (od +30 do -55 °C), teplovodní korýši Copilia mirabilis zase snášejí změny teploty vody v rozmezí ne více než 6 °C (od +23 do +29 °C). Jedna a tatáž síla projevu faktoru může být pro jeden druh optimální, pro jiný pesimální a u třetího překračovat meze únosnosti (obr. 2).

Široká ekologická valence druhu ve vztahu k abiotickým faktorům prostředí je označena přidáním předpony „evry“ k názvu faktoru. eurytermní druhy – snášející výrazné teplotní výkyvy, eurybatický- široký rozsah tlaku, euryhalin– různý stupeň zasolení prostředí.




Rýže. 2. Poloha optimálních křivek na teplotní stupnici pro různé druhy:

1, 2 - stenotermní druhy, kryofilové;

3–7 – eurytermní druhy;

8, 9 - stenothermní druhy, termofily


Neschopnost snášet výrazné výkyvy faktoru nebo úzkou ekologickou valenci charakterizuje předpona „steno“ - stenotermální, stenobát, stenohalin druhy apod. V širším slova smyslu se druhy, jejichž existence vyžaduje přísně definované podmínky prostředí, nazývají stenobiont, a ty, které jsou schopny se přizpůsobit různým podmínkám prostředí - eurybiontický.

Volají se podmínky, které se blíží kritickým bodům v jednom nebo několika faktorech najednou extrémní.

Poloha optimálních a kritických bodů na gradientu faktorů se může působením podmínek prostředí posouvat v určitých mezích. K tomu dochází pravidelně u mnoha druhů, jak se mění roční období. V zimě například vrabci odolávají silným mrazům a v létě hynou ochlazením při teplotách těsně pod nulou. Jev posunutí optima vzhledem k jakémukoli faktoru se nazývá aklimatizace. Teplota je dobrá známý proces tepelné zpevnění těla. Teplotní aklimatizace vyžaduje značné časové období. Mechanismem je změna v buňkách enzymů, které katalyzují stejné reakce, ale při různých teplotách (tzv. izoenzymy). Každý enzym je kódován svým vlastním genem, proto je nutné některé geny vypnout a jiné aktivovat, transkripce, translace, sestavení dost nový protein atd. Celkový proces trvá v průměru asi dva týdny a je stimulován změnami prostředí. Aklimatizace neboli otužování je důležitá adaptace organismů, ke které dochází za postupně nastávajících nepříznivých podmínek nebo při vstupu na území s jiným klimatem. Ona je v těchto případech nedílná součást obecný proces aklimatizace.

2. Nejednoznačnost působení faktoru na různé funkce.

Každý faktor ovlivňuje různé tělesné funkce odlišně (obr. 3). Optimum pro některé procesy může být pesimum pro jiné. Teplota vzduchu od +40 do +45 ° C u studenokrevných zvířat tedy výrazně zvyšuje rychlost metabolických procesů v těle, ale inhibuje motorickou aktivitu a zvířata upadají do tepelného stuporu. Pro mnoho ryb je teplota vody, která je optimální pro zrání reprodukčních produktů, nepříznivá pro tření, ke kterému dochází v jiném teplotním rozmezí.



Rýže. 3. Schéma závislosti fotosyntézy a dýchání rostliny na teplotě (podle V. Larchera, 1978): t min, t opt, t max– minimální, optimální a maximální teplota pro růst rostlin (zastíněná plocha)


Životní cyklus, ve kterém organismus v určitých obdobích plní převážně určité funkce (výživa, růst, rozmnožování, přesídlení atd.), je vždy v souladu se sezónními změnami v komplexu faktorů prostředí. Mobilní organismy mohou také měnit stanoviště pro úspěšnou realizaci všech svých životních funkcí.

3. Různorodost jednotlivých reakcí na faktory prostředí. Stupeň vytrvalosti, kritické body, optimální a pesimální zóny jednotlivých jedinců se neshodují. Tato variabilita je dána jak dědičnými vlastnostmi jedinců, tak i pohlavími, věkem a fyziologickými rozdíly. Například u motýla, jednoho ze škůdců mouky a obilných produktů, je kritická minimální teplota pro housenky -7 ° C, pro dospělé formy -22 ° C a pro vejce -27 ° C. Mráz při -10 °C zabíjí housenky, ale není nebezpečný pro dospělce a vajíčka tohoto škůdce. V důsledku toho je ekologická valence druhu vždy širší než ekologická valence každého jednotlivce.

4. Relativní nezávislost adaptace organismů na různé faktory. Míra tolerance k jakémukoli faktoru neznamená odpovídající ekologickou valenci druhu ve vztahu k ostatním faktorům. Například druhy, které snášejí velké teplotní změny, nemusí být také přizpůsobeny velkým výkyvům vlhkosti nebo slanosti. Eurytermní druhy mohou být stenohalinní, stenobatické nebo naopak. Ekologické valence druhu ve vztahu k různým faktorům mohou být velmi různorodé. To vytváří mimořádnou rozmanitost adaptací v přírodě. Soubor ekologických valencí ve vztahu k různým faktorům prostředí je ekologické spektrum druhu.

5. Neshoda ekologických spekter jednotlivých druhů. Každý druh je specifický svými ekologickými schopnostmi. I mezi druhy, které jsou si blízké způsoby adaptace na prostředí, existují rozdíly v jejich přístupu k jednotlivým faktorům.



Rýže. 4. Změny účasti určitých druhů rostlin v porostech lučních trav v závislosti na vlhkosti (podle L. G. Ramensky et al., 1956): 1 – jetel luční; 2 - řebříček obecný; 3 - Delyavina sklep; 4 – modrásek luční; 5 - tipchak; 6 - skutečná stébla; 7 – ostřice raná; 8 - tužebník obyčejný; 9 - pelargonie; 10 – polní barnacle; 11 - kozí bradka s krátkým nosem


Pravidlo ekologické individuality druhů formuloval ruský botanik L. G. Ramenskij (1924) ve vztahu k rostlinám (obr. 4), pak byl široce potvrzen zoologickými studiemi.

6. Interakce faktorů. Optimální zóna a limity odolnosti organismů ve vztahu k jakémukoli faktoru prostředí se mohou posouvat v závislosti na síle a kombinaci dalších faktorů působících současně (obr. 5). Tento vzor byl pojmenován interakce faktorů. Například teplo se snáze snáší v suchém než vlhkém vzduchu. Hrozba zmrznutí je mnohem vyšší v mrazu se silným větrem než za klidného počasí. Tedy stejný faktor v kombinaci s ostatními má nerovný zásah do životního prostředí. Naopak stejného ekologického výsledku lze dosáhnout různými způsoby. Například vadnutí rostlin lze zastavit jak zvýšením množství vláhy v půdě, tak snížením teploty vzduchu, čímž se sníží výpar. Vzniká efekt částečné vzájemné substituce faktorů.


Rýže. 5. Úmrtnost vajíček bource morušového Dendrolimus pini při různých kombinacích teploty a vlhkosti


Vzájemná kompenzace působení faktorů prostředí má přitom určité limity a nelze jeden z nich zcela nahradit jiným. Naprostá absence vody, nebo dokonce jednoho z hlavních prvků minerální výživy, znemožňuje život rostliny, a to i přes nejpříznivější kombinaci dalších podmínek. Extrémní nedostatek tepla v polárních pouštích nelze nahradit ani nadbytkem vlhkosti, ani nepřetržitým osvětlením.

Při zohlednění vzorců interakce faktorů prostředí v zemědělské praxi je možné dovedně udržovat optimální podmínky pro životně důležitou činnost kulturních rostlin a domácích zvířat.

7. Pravidlo omezujících faktorů. Možnosti existence organismů jsou primárně omezeny těmi faktory prostředí, které jsou nejvzdálenější od optima. Pokud se alespoň jeden z faktorů prostředí přiblíží nebo překročí kritické hodnoty, pak i přes optimální kombinaci dalších podmínek jsou jedinci ohroženi smrtí. Jakékoli faktory, které se silně odchylují od optima, nabývají v životě druhu nebo jeho jednotlivých zástupců v konkrétních časových obdobích prvořadý význam.

Omezující faktory prostředí určují geografický rozsah druhu. Charakter těchto faktorů může být různý (obr. 6). Pohyb druhu na sever tak může být omezen nedostatkem tepla a do suchých oblastí nedostatkem vláhy nebo příliš vysokými teplotami. Biotické vztahy, např. obsazení území silnějším konkurentem nebo nedostatek opylovačů pro rostliny, mohou také sloužit jako faktor omezující rozšíření. Opylování fíků tedy zcela závisí na jediném druhu hmyzu – vose Blastophaga psenes. Tento strom pochází ze Středomoří. Fíky přivezené do Kalifornie nenesly ovoce, dokud tam nebyly přivezeny opylovače. Rozšíření luštěnin v Arktidě je omezeno rozšířením čmeláků, kteří je opylují. Na ostrově Dikson, kde nejsou žádní čmeláci, se však luštěniny nenacházejí teplotní podmínky existence těchto rostlin je tam stále přípustná.



Rýže. 6. Limitujícím faktorem rozšíření jelení zvěře je hluboká sněhová pokrývka (podle G. A. Novikov, 1981)


Abychom určili, zda druh může existovat v dané geografické oblasti, musíme nejprve zjistit, zda nějaké environmentální faktory nepřekračují jeho ekologickou valenci, zejména v nejzranitelnějším období vývoje.

Identifikace omezujících faktorů je v praxi zemědělství velmi důležitá, protože zaměřením hlavního úsilí na jejich odstranění lze rychle a efektivně zvýšit výnosy plodin nebo produktivitu zvířat. Takže na vysoce kyselých půdách lze výnos pšenice o něco zvýšit aplikací různých agronomických vlivů, ale nejlepšího efektu dosáhneme až vápněním, které odstraní omezující vlivy kyselosti. Znalost limitujících faktorů je tak klíčem k řízení života organismů. V různých obdobích života jednotlivců působí různé faktory prostředí jako limitující faktory, proto je nutná obratná a neustálá regulace životních podmínek pěstovaných rostlin a zvířat.

2.4. Principy ekologické klasifikace organismů

V ekologii vytváří rozmanitost a rozmanitost způsobů a prostředků adaptace na prostředí potřebu více klasifikací. Při použití jediného kritéria není možné zohlednit všechny aspekty adaptability organismů na prostředí. Ekologické klasifikace odrážejí podobnosti, ke kterým dochází mezi členy velmi odlišných skupin, pokud je používají podobné způsoby adaptace. Pokud například klasifikujeme zvířata podle jejich způsobů pohybu, pak ekologická skupina druhů pohybujících se ve vodě pomocí trysek bude zahrnovat takové různé systematická poziceživočichové jako medúzy, hlavonožci, někteří nálevníci a bičíkovci, larvy řady vážek atd. (obr. 7). Základ environmentální klasifikace Lze použít různá kritéria: způsoby výživy, pohyb, postoj k teplotě, vlhkosti, slanosti, tlaku atd. Rozdělení všech organismů na eurybionty a stenobionty podle šíře škály adaptací na prostředí je příkladem nejjednodušší ekologické klasifikace.



Rýže. 7. Zástupci ekologické skupiny organismů pohybujících se ve vodě tryskovým způsobem (podle S. A. Zernova, 1949):

1 – bičíkovec Medusochloris phiale;

2 – brvitá Crapedotella pileosus;

3 – medúza Cytaeis vulgaris;

4 – pelagická holoturie Pelagothuria;

5 - larva vážky-rocker;

6 – plavecká chobotnice Octopus vulgaris:

A- směr vodního paprsku;

b- směr pohybu zvířete


Dalším příkladem je rozdělení organismů do skupin podle povahy výživy.Autotrofy- Jedná se o organismy, které používají anorganické sloučeniny jako zdroj pro stavbu svého těla. Heterotrofy- všechny živé bytosti, které potřebují potraviny organického původu. Autotrofy se zase dělí na fototrofy a chemotrofy. Nejprve pro syntézu organické molekuly využít energii slunečního světla, druhá - energie chemické vazby. Heterotrofy se dělí na saprofyty, pomocí roztoků jednoduchých organických sloučenin a Holozoikum. Holozoani mají složitou sadu trávicích enzymů a mohou jíst složité organické sloučeniny a rozkládat je na jednodušší složky. Holozoika se dělí na saprofágy(živí se odumřelou rostlinnou hmotou) fytofágy(spotřebitelé živých rostlin), zoofágní(potřebují živou potravu) a nekrofágy(masožravá zvířata). Každou z těchto skupin lze zase rozdělit na menší, které mají svá specifika v povaze výživy.

Jinak můžete vytvořit klasifikaci prostřednictvím získávání potravy. Mezi zvířaty například takové skupiny jako filtrátory(malí korýši, bezzubí, velryby atd.), pastevní formy(kopytníci, brouci), sběratelé(datel, krtci, rejsci, kuře), pohybující se lovci kořisti(vlci, lvi, mouchy ktyr atd.) a řada dalších skupin. Přes velkou odlišnost v organizaci tedy stejný způsob ovládání kořisti vede u lvů a much k řadě analogií v jejich loveckých zvycích a obecně řečeno struktura: štíhlost těla, silný rozvoj svalů, schopnost vyvinout vysokou rychlost na krátkou dobu atd.

Ekologické klasifikace pomáhají identifikovat možné způsoby, jak v přírodě adaptovat organismy na prostředí.

2.5. Aktivní a skrytý život

Metabolismus je jednou z nejdůležitějších vlastností života, která podmiňuje těsné materiálově-energetické spojení organismů s prostředím. Metabolismus vykazuje silnou závislost na podmínkách existence. V přírodě pozorujeme dva hlavní životní stavy: aktivní život a odpočinek. V aktivním životě se organismy živí, rostou, pohybují, vyvíjejí se, množí a jsou charakterizovány intenzivním metabolismem. Odpočinek se může lišit v hloubce a délce, mnoho funkcí těla je oslabeno nebo se neprovádí vůbec, protože úroveň metabolismu spadá pod vliv vnějších a vnitřních faktorů.

Ve stavu hluboké dormance, tedy sníženého látkovo-energetického metabolismu, se organismy stávají méně závislými na prostředí, získávají vysoký stupeň stability a jsou schopny snášet podmínky, které by v aktivním životě nemohly odolat. Tyto dva stavy se střídají v životě mnoha druhů, jde o adaptaci na stanoviště s nestabilním klimatem, prudkými sezónními změnami, které jsou typické pro většinu planety.

Při hlubokém potlačení metabolismu nemusí organismy vůbec vykazovat viditelné známky života. Otázka, zda je možné úplně zastavit metabolismus s následným návratem k aktivnímu životu, tedy jakési „vzkříšení z mrtvých“, je ve vědě diskutována již více než dvě století.

Fenomén poprvé imaginární smrt byl objeven v roce 1702 Anthony van Leeuwenhoek, objevitel mikroskopického světa živých bytostí. Jím pozorovaná „zvířata“ (vířníci), kdy kapky vody zasychaly, svraštěly, vypadaly mrtvě a mohly v tomto stavu setrvat dlouhou dobu (obr. 8). Když byly znovu umístěny ve vodě, nabobtnaly a přesunuly se k aktivnímu životu. Leeuwenhoek tento jev vysvětlil tím, že skořápka "animalcules" zjevně "neumožňuje sebemenší vypařování" a zůstávají naživu v suchu. O pár desítek let později se však již přírodovědci hádali o možnosti, že „život může být zcela zastaven“ a znovu obnoven „za 20, 40, 100 let nebo více“.

V 70. letech XVIII století. fenomén „vzkříšení“ po vysušení byl objeven a potvrzen četnými pokusy u řady dalších malých organismů – pšeničných úhořů, volně žijících háďátek a tardigradů. J. Buffon, opakující experimenty J. Needhama s akné, tvrdil, že „tyto organismy mohou být nuceny zemřít a ožít tolikrát, kolikrát za sebou chcete“. L. Spallanzani poprvé upozornil na hlubokou dormanci semen a výtrusů rostlin a považoval ji za jejich uchování v čase.


Rýže. osm. Rotifer Philidina roseola v různých fázích sušení (podle P. Yu. Schmidt, 1948):

1 – aktivní; 2 - začíná se zmenšovat 3 – před sušením zcela zredukováno; 4 - ve stavu pozastavené animace


V polovině XIX století. bylo přesvědčivě zjištěno, že odolnost suchých vířníků, tardigradů a háďátek vůči vysokým a nízkým teplotám, nedostatku nebo nepřítomnosti kyslíku roste úměrně se stupněm jejich dehydratace. Zůstala však otevřená otázka, zda došlo k úplnému přerušení života nebo pouze k jeho hlubokému útlaku. V roce 1878 Claude Bernal předložil koncept "skrytý život" kterou charakterizoval zastavením metabolismu a „přerušením vztahu mezi bytostí a prostředím“.

Tento problém byl definitivně vyřešen až v první třetině 20. století s rozvojem technologie hluboké vakuové dehydratace. Experimenty G. Ramy, P. Becquerela a dalších vědců tuto možnost ukázaly úplné vratné zastavení života. V suchém stavu, kdy v buňkách nezůstalo více než 2 % vody v chemicky vázané formě, přežívaly v kapalném kyslíku takové organismy jako vířníci, tardigrady, drobní háďátka, semena a spory rostlin, spory bakterií a hub (- 218,4 °C ), kapalný vodík (-259,4 °C), kapalné helium (-269,0 °C), tedy teploty blízké absolutní nule. Zároveň obsah buněk tvrdne, není dokonce žádná tepelný pohyb molekul a veškerý metabolismus se přirozeně zastaví. Jakmile jsou tyto organismy umístěny do normálních podmínek, pokračují ve vývoji. U některých druhů je zastavení metabolismu při ultranízkých teplotách možné i bez sušení za předpokladu, že voda nemrzne v krystalickém, ale v amorfním stavu.

Úplné dočasné pozastavení života se nazývá pozastavená animace. Tento termín navrhl W. Preyer již v roce 1891. Ve stavu pozastavené animace se organismy stávají odolnými vůči široké škále vlivů. Například tardigrady vydržely v experimentu ionizující záření až 570 tisíc roentgenů po dobu 24 hodin. Dehydratované larvy jednoho z komárů afrických chironomus - Polypodium vanderplanki - si po vystavení teplotě +102 °C zachovávají schopnost oživení.

Stav anabiózy značně rozšiřuje hranice zachování života, a to i v čase. Například v tloušťce ledovce Antarktidy at hluboké vrtání Byly nalezeny mikroorganismy (spory bakterií, plísní a kvasinek), které se následně vyvinuly na běžných živných půdách. Stáří odpovídajících ledových horizontů dosahuje 10–13 tisíc let. Spory některých životaschopných bakterií byly také izolovány z hlubších vrstev starých stovky tisíc let.

Anabióza však stačí vzácná věc. Není to zdaleka možné u všech druhů a jde o extrémní klidový stav ve volné přírodě. Jeho nezbytnou podmínkou je zachování neporušených tenkých intracelulárních struktur (organel a membrán) při vysychání nebo hlubokém ochlazování organismů. Tento stav není proveditelný pro většinu druhů, které mají složitou organizaci buněk, tkání a orgánů.

Schopnost anabiózy se vyskytuje u druhů, které mají jednoduchou nebo zjednodušenou strukturu a žijí v podmínkách prudkého kolísání vlhkosti (vysychající mělké vodní útvary, horní vrstvy půdy, polštáře mechů a lišejníků atd.).

Mnohem rozšířenější jsou v přírodě jiné formy dormance spojené se stavem snížené vitální aktivity v důsledku částečné inhibice metabolismu. Jakýkoli stupeň snížení úrovně metabolismu zvyšuje odolnost organismů a umožňuje hospodárnější využití energie.

Formy odpočinku ve stavu snížené životní aktivity se dělí na hypobióza a kryptobióza, nebo nucený odpočinek a fyziologický odpočinek. Při hypobióze dochází pod přímým tlakem k inhibici aktivity neboli strnulosti. nepříznivé podmínky a ustává téměř okamžitě poté, co se tyto stavy vrátí do normálu (obr. 9). K takovému potlačení životně důležitých procesů může dojít při nedostatku tepla, vody, kyslíku, při zvýšení osmotického tlaku atd. V souladu s vedoucím vnějším faktorem nuceného odpočinku, kryobióza(při nízkých teplotách), anhydrobióza(s nedostatkem vody), anoxybióza(za anaerobních podmínek), hyperosmobióza(s vysokým obsahem soli ve vodě) atd.

Nejen v Arktidě a Antarktidě, ale i ve středních zeměpisných šířkách přezimují některé mrazuvzdorné druhy členovců (pruzy, řada much, střevlíků atd.) ve stavu strnulosti, rychle rozmrznou a přejdou k aktivitě pod sluneční paprsky, a pak znovu ztrácejí pohyblivost, když teplota klesne. Rostliny rašící na jaře se po ochlazení a oteplení zastaví a obnoví růst a vývoj. Po dešti se holá půda často zezelená v důsledku rychlého rozmnožování půdních řas, které byly v nuceném klidu.


Rýže. 9. Pagon - kus ledu se sladkovodními obyvateli zamrzlými v něm (od S. A. Zernova, 1949)


Hloubka a doba trvání suprese metabolismu při hypobióze závisí na délce trvání a intenzitě inhibičního faktoru. Nucený odpočinek nastává v jakékoli fázi ontogeneze. Výhody hypobiózy jsou rychlé obnovení aktivního života. Tento relativně nestabilní stav organismů však může dlouhodobě poškozovat v důsledku nerovnováhy metabolických procesů, vyčerpání energetických zdrojů, hromadění podoxidovaných metabolických produktů a dalších nepříznivých fyziologických změn.

Kryptobióza je zásadně odlišný typ dormance. Je spojena s komplexem endogenních fyziologických změn, ke kterým dochází v předstihu, před nástupem nepříznivých sezónních změn, a organismy jsou na ně připraveny. Kryptobióza je adaptace především na sezónní či jinou periodicitu abiotických faktorů prostředí, jejich pravidelnou cykličnost. Je součástí životního cyklu organismů, nenastává v žádné, ale v určité fázi individuálního vývoje, načasované tak, aby se shodovalo s prožíváním kritických období roku.

Přechod do stavu fyziologického klidu nějakou dobu trvá. Předchází mu hromadění rezervních látek, částečná dehydratace tkání a orgánů, snížení intenzity oxidačních procesů a řada dalších změn, které obecně snižují metabolismus tkání. Ve stavu kryptobiózy se organismy stávají mnohonásobně odolnějšími vůči nepříznivým vlivům prostředí (obr. 10). V tomto případě jsou hlavní biochemické přestavby v mnoha ohledech společné pro rostliny, živočichy a mikroorganismy (např. přepnutí metabolismu na jiný stupeň než dráha glykolýzy v důsledku rezervních sacharidů atd.). Cesta z kryptobiózy také vyžaduje čas a energii a nelze ji provést pouhým zastavením negativního působení faktoru. To vyžaduje zvláštní podmínky, které se liší pro různé druhy (například zamrznutí, přítomnost kapající kapalné vody, určitá doba trvání denní hodiny, určitá kvalita světla, povinné kolísání teplot atd.).

Kryptobióza jako strategie přežití v periodicky nepříznivých podmínkách pro aktivní život je produktem dlouhého vývoje a přírodní výběr. V přírodě je široce rozšířen. Stav kryptobiózy je typický např. pro semena rostlin, cysty a spory různých mikroorganismů, plísní, řas. Diapauza členovců, hibernace savců, hluboká dormance rostlin jsou také různé typy kryptobiózy.


Rýže. 10. Žížala ve stavu diapauzy (podle V. Tishler, 1971)


Stavy hypobiózy, kryptobiózy a anabiózy zajišťují přežití druhů v přírodní podmínky různé zeměpisné šířky, často extrémní, umožňují organismům přežívat dlouhá nepříznivá období, usazovat se v prostoru a v mnohém posouvat hranice možnosti a šíření života vůbec.

ENVIRONMENTÁLNÍ FAKTORY.

Příroda, ve které živý organismus žije, je jeho životním prostředím. Prostředí je rozmanité a mění se. Ne všechny faktory prostředí mají stejný vliv na živé organismy. Některé mohou být pro organismy nezbytné, jiné jsou naopak škodlivé; jsou tací, kteří jsou k nim obecně lhostejní. Faktory prostředí, které působí na tělo, se nazývají faktory prostředí.

Abiotické faktory- to všechno jsou faktory neživé povahy. Patří mezi ně fyzikální a chemické vlastnosti prostředí a také klimatické a geografické faktory komplexní povahy: změna ročních období, reliéf, směr a síla proudu nebo větru, lesní požáry atd.

Biotické faktory- souhrn účinků živých organismů. Mnoho živých organismů se navzájem přímo ovlivňuje. Dravci žerou oběti, hmyz pije nektar a přenáší pyl z květu na květ, patogenní bakterie tvoří jedy, které ničí živočišné buňky. Organismy se navíc navzájem nepřímo ovlivňují změnou prostředí. Například odumřelé listy stromů tvoří podestýlku, která slouží jako životní prostor a potrava pro mnoho organismů.

Antropogenní faktor- všechny rozmanité lidské činnosti, které vedou ke změně přírody jako stanoviště všech živých organismů nebo přímo ovlivňují jejich životy.

biologické optimum. V přírodě se často stává, že některé faktory prostředí jsou v nadbytku (například voda a světlo), zatímco jiné (například dusík) jsou v nedostatečném množství. Faktory, které snižují životaschopnost organismu, se nazývají limitující (omezující). Například pstruh potoční žije ve vodě s obsahem kyslíku minimálně 2 mg/l. Když je obsah kyslíku ve vodě nižší než 1,6 mg/l, pstruh hyne. Kyslík je pro pstruhy limitujícím faktorem.

Limitujícím faktorem může být nejen její nedostatek, ale i nadbytek. Teplo je například nezbytné pro všechny rostliny. Pokud však dlouhou dobu v létě stojí teplo, pak mohou rostliny i při vlhké půdě trpět popálením listů.

Pro každý organismus tak existuje nejvhodnější kombinace abiotických a biotických faktorů, optimální pro jeho růst, vývoj a rozmnožování. Nejlepší kombinace podmínek se nazývá biologické optimum. Velký význam má identifikace biologického optima, znalost zákonitostí interakce faktorů prostředí. praktickou hodnotu. Dovedným udržováním optimálních podmínek pro život zemědělských rostlin a zvířat je možné zvýšit jejich produktivitu.

Vliv hlavních abiotických faktorů na živé organismy. Každé prostředí má svůj vlastní soubor abiotických faktorů. Některé z nich hrají důležitou roli ve všech třech hlavních prostředích (půda, voda, země) nebo dvou.

Teplota a její vliv na biologické procesy, Teplota je jedním z nejdůležitějších abiotických faktorů. Za prvé, funguje všude a neustále. Za druhé, teplota ovlivňuje rychlost mnoha fyzikálních procesů a chemické reakce, včetně procesů probíhajících v živých organismech a jejich buňkách. Se zvýšením teploty na určitou hranici se rychlost reakce zvyšuje a s dalším zvýšením teploty prudce klesá. To je důvod, proč teplota ovlivňuje rychlost různých fyziologických procesů, od trávení až po nervový impuls. příliš nízké a příliš vysoké hodnoty Teploty jsou pro buňky škodlivé.

Fyziologický přizpůsobování. Na základě fyziologických procesů může mnoho organismů měnit svou tělesnou teplotu v určitých mezích. Tato schopnost se nazývá termoregulace. Normálně termoregulace zahrnuje udržování tělesné teploty na stabilnější úrovni, než je teplota okolí. Zvířata jsou rozmanitější ve schopnosti termoregulace. Všechna zvířata se na tomto základě dělí na chladnokrevné a teplokrevné.

Tělesná teplota u studenokrevných zvířat se mění se změnami teploty prostředí. Teplokrevní živočichové díky přítomnosti takových aromorfóz, jako je čtyřkomorové srdce, termoregulační mechanismy (peříčko a vlasová linie, tuková tkáň atd.), jsou schopni udržovat stálou tělesnou teplotu i při jejím silném kolísání.

Vliv vlhkost vzduchu na pozemské organismy. Všechny živé organismy potřebují vodu. Biochemické reakce, které probíhají v buňkách, probíhají v kapalném prostředí. Voda slouží jako „univerzální rozpouštědlo“ pro živé organismy; v rozpuštěné formě dochází k transportu živin, hormonů, vylučování škodlivých zplodin látkové výměny atd. Zvýšená nebo snížená vlhkost ovlivňuje vnější vzhled a vnitřní stavbu organismů. Takže v podmínkách nedostatečné vlhkosti (stepi, polopouště, pouště) jsou xerofytní rostliny běžné. Mají vyvinuté adaptace na trvalý nebo přechodný nedostatek vláhy v půdě nebo vzduchu, což je dáno jejich anatomickými, morfologickými a fyziologickými vlastnostmi. Vytrvalé pouštní rostliny tak mají silně vyvinuté kořeny, někdy velmi dlouhé (až 16 m u velbloudího trnu), zasahující do vlhké vrstvy nebo extrémně rozvětvené.

Role světla v životě heterotrofů. Pro mnohé mikroby a některá zvířata přímo sluneční světlo destruktivní. Heterotrofy - organismy, které konzumují hotové organické látky a nejsou schopny je syntetizovat z anorganických. V životě většiny zvířat hraje světlo důležitou roli. Zvířata, která se orientují pomocí zraku, jsou přizpůsobena určitému osvětlení. Proto mají téměř všechna zvířata výrazný denní rytmus aktivity a v určitou denní dobu jsou zaneprázdněni hledáním potravy. Mnoho hmyzu a ptáků, stejně jako lidé, si dokáže zapamatovat polohu Slunce a použít ji jako vodítko k nalezení cesty zpět. Pro mnoho planktonických živočichů slouží změny osvětlení jako podnět, který způsobuje vertikální migraci. Obvykle v noci vystupují drobní planktonní živočichové do vyšších vrstev, které jsou teplejší a bohatší na potravu, a přes den se propadají do hloubky.

Fotoperiodismus. V životě většiny organismů hraje důležitou roli střídání ročních období. Se změnou ročních období se mění mnoho faktorů prostředí: teplota, srážky atd. Nejpřirozeněji se však mění délka denního světla. Pro mnoho organismů slouží změna délky dne jako signál střídání ročních období. V reakci na změny délky dne se organismy připravují na podmínky nadcházející sezóny. Tyto reakce na změny délky dne se nazývají fotoperiodické reakce nebo fotoperiodismus. Načasování kvetení a další procesy v rostlinách závisí na délce dne. U mnoha sladkovodních živočichů způsobuje zkracování dnů na podzim tvorbu klidových vajíček a cyst, které přečkají zimu. Pro stěhovavé ptáky slouží snížení denních hodin jako signál pro zahájení migrace. U mnoha savců závisí dozrávání pohlavních žláz a sezónnost reprodukce na délce dne. Nedávné studie ukázaly, že mnoho lidí žije v mírné pásmo, krátká fotoperioda v zimní čas způsobuje nervové zhroucení – deprese. K léčbě tohoto onemocnění stačí, aby člověk po určitou dobu každý den osvětloval jasným světlem.

Faktory prostředí je soubor podmínek prostředí, které ovlivňují živé organismy. Rozlišovat neživé faktory- abiotické (klimatické, edafické, orografické, hydrografické, chemické, pyrogenní), faktory divoké zvěře— biotické (fytogenní a zoogenní) a antropogenní faktory (dopad lidské činnosti). Mezi limitující faktory patří jakékoli faktory, které omezují růst a vývoj organismů. Adaptace organismu na jeho prostředí se nazývá adaptace. Vzhled organismu, který odráží jeho přizpůsobivost podmínkám prostředí, se nazývá forma života.

Pojem environmentální faktory prostředí, jejich klasifikace

Jednotlivé složky prostředí, které působí na živé organismy, na které reagují adaptačními reakcemi (adaptacemi), nazýváme faktory prostředí, neboli ekologické faktory. Jinými slovy se nazývá komplex podmínek prostředí, které ovlivňují život organismů ekologické faktory prostředí.

Všechny faktory prostředí jsou rozděleny do skupin:

1. zahrnují složky a jevy neživé přírody, které přímo nebo nepřímo ovlivňují živé organismy. Mezi mnoha abiotickými faktory hrají hlavní roli:

  • klimatický(sluneční záření, světelný a světelný režim, teplota, vlhkost, srážky, vítr, atmosférický tlak atd.);
  • edafický(mechanická konstrukce a chemické složení půda, vlhkostní kapacita, vodní, vzdušné a tepelné podmínky půdy, kyselost, vlhkost, složení plynu, hladina podzemní vody atd.);
  • orografický(reliéf, expozice svahu, strmost svahu, převýšení, nadmořská výška);
  • hydrografický(průhlednost vody, tekutost, průtok, teplota, kyselost, složení plynu, obsah minerálních a organických látek atd.);
  • chemikálie(plynové složení atmosféry, slané složení vody);
  • pyrogenní(účinek ohně).

2. - soubor vztahů mezi živými organismy, jakož i jejich vzájemné vlivy na prostředí. Působení biotických faktorů může být nejen přímé, ale i nepřímé, vyjádřené v úpravě abiotických faktorů (například změny složení půdy, mikroklima pod zápojem lesa apod.). Mezi biotické faktory patří:

  • fytogenní(vliv rostlin na sebe a na prostředí);
  • zoogenní(vliv zvířat na sebe a na prostředí).

3. odrážejí intenzivní vliv člověka (přímo) nebo lidské činnosti (nepřímo) na životní prostředí a živé organismy. Tyto faktory zahrnují všechny formy lidské činnosti a lidské společnosti, které vedou ke změně přírody jako biotopu a jiných druhů a přímo ovlivňují jejich životy. Každý živý organismus je ovlivňován neživou přírodou, organismy jiných druhů včetně člověka a následně ovlivňuje každou z těchto složek.

Vliv antropogenních faktorů v přírodě může být jak vědomý, tak i náhodný, nebo nevědomý. Člověk, který rozorává panenskou a ladem ležící půdu, vytváří zemědělskou půdu, chová vysoce produktivní a nemocem odolné formy, některé druhy osidluje a jiné ničí. Tyto vlivy (vědomé) jsou často negativní postava, například unáhlené přesídlení mnoha zvířat, rostlin, mikroorganismů, predátorské ničení řady druhů, znečištění životního prostředí atd.

Biotické faktory prostředí se projevují vztahem organismů, které jsou součástí stejného společenstva. V přírodě je mnoho druhů úzce propojeno, jejich vzájemné vztahy jako složky životního prostředí mohou být extrémně složité. Pokud jde o vazby mezi komunitou a okolním anorganickým prostředím, jsou vždy dvoustranné, vzájemné. Povaha lesa tedy závisí na odpovídajícím typu půdy, ale půda samotná vzniká z velké části vlivem lesa. Stejně tak teplotu, vlhkost a světlo v lese určuje vegetace, ale vyvinuté klimatické podmínky zase ovlivňují společenstvo organismů žijících v lese.

Vliv faktorů prostředí na organismus

Vliv prostředí je organismy vnímán prostřednictvím faktorů prostředí tzv ekologický. Je třeba poznamenat, že environmentální faktor je pouze měnící se prvek prostředí způsobující v organismech, když se znovu změní, reakce adaptivní ekologické a fyziologické reakce, které jsou dědičně fixovány v procesu evoluce. Dělí se na abiotické, biotické a antropogenní (obr. 1).

Jmenují celý soubor faktorů anorganického prostředí, které ovlivňují život a rozšíření živočichů a rostlin. Mezi nimi se rozlišují: fyzikální, chemické a edafické.

Fyzikální faktory - ty, jejichž zdrojem je fyzikální stav nebo jev (mechanický, vlnový atd.). Například teplota.

Chemické faktory- ty, které pocházejí z chemického složení prostředí. Například slanost vody, obsah kyslíku atd.

Edafické (neboli půdní) faktory jsou kombinací chemických, fyzikálních a mechanických vlastností půd a hornin, které ovlivňují jak organismy, pro které jsou biotopem, tak kořenový systém rostlin. Například vliv živin, vláhy, struktury půdy, obsahu humusu atp. o růstu a vývoji rostlin.

Rýže. 1. Schéma vlivu biotopu (prostředí) na organismus

- faktory lidské činnosti ovlivňující přírodní prostředí (a hydrosféry, eroze půdy, odlesňování atd.).

Limitující (limitující) faktory prostředí nazývané takové faktory, které omezují vývoj organismů v důsledku nedostatku nebo přebytku živin oproti potřebě (optimální obsah).

Takže při pěstování rostlin při různých teplotách bude bod, kdy je pozorován maximální růst optimální. Nazývá se celý rozsah teplot, od minima po maximum, při kterých je ještě možný růst rozsah stability (vytrvalost), nebo tolerance. Jeho mezní body, tzn. maximální a minimální obytné teploty, - limity stability. Mezi optimální zónou a limity stability, jak se k nim přibližuje, rostlina zažívá rostoucí stres, tzn. povídáme sio stresových zónách nebo zónách útlaku, v rozsahu stability (obr. 2). Jak vzdálenost od optima klesá a stoupá na stupnici, nejen narůstá stres, ale při dosažení hranic odolnosti organismu dochází k jeho smrti.

Rýže. 2. Závislost působení faktoru prostředí na jeho intenzitě

Pro každý druh rostlin nebo živočichů tedy existují optimální, stresové zóny a limity stability (nebo odolnosti) ve vztahu ke každému environmentálnímu faktoru. Když se hodnota faktoru blíží mezí únosnosti, může organismus většinou existovat jen krátkou dobu. V užším okruhu podmínek je možná dlouhodobá existence a růst jedinců. V ještě užším rozsahu dochází k rozmnožování a druh může existovat neomezeně dlouho. Obvykle někde ve střední části rozsahu stability jsou podmínky, které jsou nejpříznivější pro život, růst a reprodukci. Tyto podmínky se nazývají optimální, ve kterých jsou jedinci daného druhu nejvíce přizpůsobeni, tzn. zanechání největšího počtu potomků. V praxi je obtížné takové stavy identifikovat, proto optimum určují většinou jednotlivé ukazatele vitální aktivity (rychlost růstu, míra přežití atd.).

Přizpůsobování je adaptace organismu na podmínky prostředí.

Schopnost adaptace je jednou ze základních vlastností života vůbec, poskytující možnost jeho existence, schopnost organismů přežít a rozmnožovat se. Adaptace se projevují na různých úrovních – od biochemie buněk a chování jednotlivých organismů až po strukturu a fungování společenstev a ekologických systémů. Všechny adaptace organismů na existenci v různé podmínky vyvíjel historicky. V důsledku toho pro každého specifické Zeměpisná oblast seskupení rostlin a živočichů.

Adaptace mohou být morfologické, kdy se mění struktura organismu až do vzniku nového druhu, a fyziologický, kdy dochází ke změnám ve fungování těla. Morfologické adaptace úzce souvisí s adaptivním zbarvením živočichů, schopností jej měnit v závislosti na osvětlení (platýs, chameleon atd.).

Široce známými příklady fyziologické adaptace jsou hibernace zvířat, sezónní přelety ptáků.

Pro organismy jsou velmi důležité behaviorální adaptace. Například instinktivní chování určuje činnost hmyzu a nižších obratlovců: ryb, obojživelníků, plazů, ptáků atd. Takové chování je geneticky naprogramováno a zděděno (vrozené chování). Patří sem: způsob stavby hnízda u ptáků, páření, výchova potomků atd.

Existuje také získaný příkaz, který jedinec obdrží v průběhu svého života. Vzdělání(nebo učení se) - hlavní způsob přenosu získaného chování z jedné generace na druhou.

Schopnost jedince ovládat své kognitivní schopnosti, aby přežil neočekávané změny prostředí, je intelekt. Role učení a inteligence v chování se zvyšuje se zlepšováním nervový systém- Zvětšení mozkové kůry. Pro člověka je to určující mechanismus evoluce. Schopnost druhů přizpůsobit se určitému rozsahu environmentálních faktorů je označena pojmem ekologická mystika druhu.

Kombinovaný účinek faktorů prostředí na tělo

Faktory prostředí obvykle nepůsobí jeden po druhém, ale komplexně. Účinek jednoho faktoru závisí na síle vlivu ostatních. Kombinace různých faktorů má významný vliv na optimální podmínky pro život organismu (viz obr. 2). Působení jednoho faktoru nenahrazuje působení jiného. Pod komplexním vlivem prostředí však lze často pozorovat „substituční efekt“, který se projevuje podobností výsledků vlivu různých faktorů. Světlo tedy nelze nahradit přebytkem tepla nebo nadbytkem oxidu uhličitého, ale působením na změny teplot je možné zastavit například fotosyntézu rostlin.

Při komplexním působení prostředí je vliv různých faktorů na organismy nestejný. Lze je rozdělit na hlavní, doprovodné a vedlejší. Hlavní faktory jsou různé pro různé organismy, i když žijí na stejném místě. Úlohou vedoucího faktoru v různých fázích života organismu může být jeden nebo druhý prvek prostředí. Například v životě mnoha kulturních rostlin, jako jsou obiloviny, je hlavním faktorem teplota při klíčení, vlhkost půdy během rašení a kvetení a množství živin a vlhkost vzduchu během zrání. Role vedoucího faktoru se může v různých obdobích roku měnit.

Vedoucí faktor nemusí být stejný u stejného druhu žijícího v různých fyzických a geografických podmínkách.

Pojem vedoucích faktorů by neměl být zaměňován s pojmem. Faktor, jehož úroveň se z kvalitativního nebo kvantitativního hlediska (nedostatek nebo přebytek) blíží limitům odolnosti daného organismu, se nazývá omezující. Působení limitujícího faktoru se projeví i v případě, kdy jsou ostatní faktory prostředí příznivé nebo dokonce optimální. Jako limitující mohou působit jak hlavní, tak sekundární faktory prostředí.

Koncept limitujících faktorů zavedl v roce 1840 chemik 10. Liebig. Studium vlivu na růst rostlin obsahu různých chemické prvky v půdě formuloval zásadu: "Látka, které je minimum, řídí úrodu a určuje její velikost a stabilitu v čase." Tento princip je známý jako Liebigův zákon minima.

Limitujícím faktorem může být nejen nedostatek, jak upozornil Liebig, ale také nadbytek takových faktorů, jako je například teplo, světlo a voda. Jak bylo uvedeno výše, organismy se vyznačují ekologickým minimem a maximem. Rozsah mezi těmito dvěma hodnotami se obvykle nazývá limity stability nebo tolerance.

Obecně se složitost vlivu faktorů prostředí na organismus odráží v zákoně tolerance W. Shelforda: nepřítomnost či nemožnost blahobytu je dána nedostatkem nebo naopak nadbytkem některého z řady faktorů. , jehož hladina se může blížit limitům tolerovaným daným organismem (1913). Tyto dvě meze se nazývají meze tolerance.

O „ekologii tolerance“ byly provedeny četné studie, díky nimž byly známy limity existence mnoha rostlin a živočichů. Jedním z takových příkladů je účinek látky znečišťující ovzduší na lidský organismus (obr. 3).

Rýže. 3. Vliv látek znečišťujících ovzduší na lidský organismus. Max - maximální vitální aktivita; Dop - přípustná vitální aktivita; Opt - optimální (neovlivňující životní činnost) koncentrace škodlivé látky; MPC - maximální přípustná koncentrace látky, která významně nemění životně důležitou aktivitu; Roky - smrtelná koncentrace

Koncentrace ovlivňujícího faktoru (škodlivé látky) na Obr. 5.2 je označeno symbolem C. Při hodnotách koncentrace C = C let člověk zemře, ale nevratné změny v jeho těle nastanou při mnohem nižších hodnotách C = C pdc. Proto je rozsah tolerance omezen právě hodnotou C pdc = C lim. Proto musí být C MPC stanovena experimentálně pro každou znečišťující nebo jakoukoli škodlivou chemickou sloučeninu a nesmí překročit její C plc v konkrétním stanovišti (životním prostředí).

V ochraně životního prostředí je to důležité horní hranice odolnosti organismu na škodlivé látky.

Skutečná koncentrace znečišťující látky C aktuální by tedy neměla překročit C MPC (C aktuální ≤ C MPC = C lim).

Hodnota konceptu limitujících faktorů (Clim) spočívá v tom, že dává ekologovi výchozí bod při studiu složitých situací. Pokud je organismus charakterizován širokým rozsahem tolerance vůči faktoru, který je relativně konstantní, a je přítomen v prostředí v mírném množství, pak tento faktor pravděpodobně nebude limitující. Naopak, pokud je známo, že ten či onen organismus má úzký rozsah tolerance k nějakému proměnlivému faktoru, pak si tento faktor zaslouží pečlivé prostudování, protože může být limitující.

1. Topografické faktory prostředí zahrnují ...

nadmořská výška hustota populací organismů

Řešení:
Topografie (z řeckého "topos" - místo, oblast; "grapho" - píšu) - povrch jakékoli oblasti, vzájemná poloha jejích bodů, částí. Topografické faktory, tedy faktory spojené s terénem, ​​se někdy nazývají geomorfologické. Vliv abiotických faktorů do značné míry závisí na topografických charakteristikách oblasti, které mohou výrazně změnit jak klima, tak vlastnosti vývoje půdy. Hlavním topografickým faktorem je nadmořská výška. S nadmořskou výškou klesají průměrné teploty, zvyšuje se denní teplotní rozdíl, roste množství srážek, rychlost větru a intenzita záření a klesá tlak. V důsledku toho je v horských oblastech pozorována vertikální zonálnost distribuce vegetace, která odpovídá sledu změn v zeměpisných zónách od rovníku k pólům. Topografické faktory zahrnují také strmost svahu a expozici.

biotické abiotické antropogenní klima

  1. Mezi přirozené abiotické faktory patří...

Požární symbióza zavedení rekultivace

  1. Antropogenní faktory lze rozdělit do skupin, jako jsou faktory ...

přímý a nepřímý dopad trofické a aktuální vztahy

fytogenní a zoogenní vlivy pravidelné a nepravidelné periodicity

Klimatická antropogenní edafická biotika

Řešení:
Podle přírody se faktory prostředí dělí na abiotické, biotické a antropogenní. Abiotické faktory jsou složky neživé přírody, které přímo nebo nepřímo ovlivňují organismus. Dělí se do následujících skupin: klimatické faktory (světlo, teplota, vlhkost, vítr, atmosférický tlak atd.); geologické faktory (zemětřesení, sopečné erupce, pohyb ledovců, radioaktivní záření atd.); orografické faktory, případně faktory reliéfu (nadmořská výška terénu, strmost terénu - úhel sklonu terénu k horizontu, expozice terénu - poloha terénu vůči světovým stranám , atd.); edafické nebo půdní faktory (granulometrické složení, chemické složení, hustota, struktura, pH atd.); hydrologické faktory (proud, slanost, tlak atd.).



Antropogenní fytogenní hydrografický orografický

Řešení:
Souhrn lidských vlivů na život organismů se nazývá antropogenní faktory. Antropogenní faktory se v závislosti na důsledcích vlivu dělí na pozitivní faktory, které zlepšují život organismů nebo zvyšují jejich počet (výsadba a krmení rostlin, chov a ochrana zvířat atd.), a negativní faktory (kácení stromů, environmentální znečištění, ničení biotopů atd.) atd.), které zhoršují život organismů nebo snižují jejich počet. Podle charakteru dopadů se antropogenní faktory dělí do dvou skupin: přímé dopadové faktory jsou přímý vliv člověka na organismus (sekání trávy, kácení lesů, střílení zvířat, chytání ryb atd.); faktory nepřímého vlivu - jedná se o ovlivnění člověka skutečností jeho existence (každoročně se v procesu dýchání lidí dostane do atmosféry značné množství oxidu uhličitého a z prostředí se odebere 2,7 × 10 15 kcal energie ve formě potravin) a prostřednictvím hospodářské činnosti ( Zemědělství průmysl, doprava, domácí činnosti atd.).

Hlavní sekundární fytogenní zoogenní

  1. Podle vlivu faktorů prostředí na živé organismy, ...

dráždivé látky, omezovače, modifikátory zvlhčovače, ohřívače, osvětlovače

jednolůžkový, dvoulůžkový, třílůžkový

jednoduchý, vícenásobný, neurčitý

Řešení:
Faktory prostředí působí na organismy různými způsoby. Mohou působit jako podněty způsobující adaptivní změny fyziologických funkcí; jako omezení, která znemožňují existenci určitých organismů za daných podmínek; jako modifikátory, které určují morfologické a anatomické změny v organismech.

  1. Kombinace fyzikálních a chemických vlastností půd, které mohou ovlivnit živé organismy, se nazývá _________________ faktory.

edafický klimatický antropogenní mikrogenní

Řešení:
Půda je produktem fyzikální, chemické a biologické přeměny (zvětrávání) hornin; je třífázové médium obsahující pevné, kapalné a plynné složky. Vzniká jako výsledek komplexních interakcí klimatu, rostlin, zvířat, mikroorganismů a je považován za bioinertní těleso obsahující živé a neživé složky. Fyzické a Chemické vlastnosti Půdy souhrnně představují edafické (půdní) faktory.

Vnitrodruhová mezidruhová chemická fyzikální

10. Mezi půdními faktory je nejdůležitější vlastností ovlivňující růst a produktivitu rostlin její ....

Plodnost vlhkost pórovitost tlak

11. Roční celkové sluneční záření, stav atmosféry, charakter reliéfu atp. takový abiotický faktor je určen jako ..

vlhkost kyselost tlak světlo

4. Limitující faktor. Liebigův zákon minima a Shelfordův zákon tolerance

1. Na obrázku znázorňujícím zákon tolerance (na příkladu vlivu koncentrace určité látky jako environmentálního faktoru na organismus) je pod číslem 1) uvedeno ...

optimální životní stav mez stability organismu

Vrchol v zóně ekologické zátěže Pesimum existence druhu

Řešení:
Živé organismy mají určitý soubor potřeb ve vztahu k životním podmínkám. U každého druhu existuje tzv. ekologická preference pro různé ekologické faktory. Například termopreferendum – preferovaná teplota, preference biotopu – preferované biotopy. Podle zákona W. Shelforda (zákon tolerance) má každý živý organismus určitou evolučně zděděnou horní a dolní hranici odolnosti (tolerance) vůči jakémukoli faktoru prostředí. Ekologické optimum pro organismy daného druhu je nejpříznivější působení jakéhokoli faktoru (určité rozmezí teploty, vlhkosti, charakter biotopu atd.), tedy optimální životní stav.

2. Vzorec, podle kterého působení jednoho faktoru závisí na síle a kombinaci dalších faktorů působících současně, se nazývá princip ____________ faktorů.

Interakce antiagregační jednosměrnost

3. Schopnost organismu odolávat odchylkám faktorů prostředí od hodnot, které jsou optimální pro jeho životní aktivitu, se nazývá ...

tolerance variabilita komfortu plodnosti

Řešení:
Čím širší je amplituda kolísání faktoru, při které může organismus zůstat životaschopný, tím vyšší je jeho stabilita, tedy tolerance k tomu či onomu faktoru (z latinského „tolerantia“ – trpělivost). Proto se slovo „tolerantní“ překládá jako stabilní, tolerantní a toleranci lze definovat jako schopnost organismu odolávat odchylkám faktorů prostředí od hodnot, které jsou optimální pro jeho životní aktivitu. Tolerantní organismy jsou organismy, které jsou odolné vůči nepříznivým změnám prostředí.

6. Fenomén částečné zaměnitelnosti působení faktorů prostředí se nazývá efekt ...

Kompenzace součtové adaptace prosperity

7. Níže uvedený graf znázorňuje zákon tolerance...

W. Shelford R. Lindemann B. Commoner J. Liebig

Řešení:
Zákon tolerance W. Shelforda je zákonem, podle kterého může být limitujícím faktorem pro prosperitu organismu jak minimum, tak maximum faktoru prostředí, jehož rozmezí určuje míru tolerance (vytrvalosti) organismu vůči tento faktor.

8. Y. Odum doplnil zákon tolerance ustanoveními, z nichž jedno uvádí, že organismy s širokým rozsahem tolerance ke všem faktorům prostředí obvykle ...

nejběžnější nejméně přizpůsobené

větší jsou méně produktivní

Řešení:
Zákon tolerance navrhl americký zoolog W. Shelford, ale následně byl doplněn Y. Odumem (1975) o tato ustanovení:
1) organismy mohou mít široký rozsah tolerance pro jeden faktor prostředí a nízký rozsah pro jiný;
2) organismy s širokým rozsahem tolerance ke všem faktorům prostředí jsou obvykle nejčastější;
3) pokud podmínky pro jeden faktor prostředí nejsou pro daný druh optimální, pak se rozsah tolerance může zúžit ve vztahu k ostatním faktorům prostředí.

10. Kombinace podmínek prostředí, která je pro život a reprodukci daného organismu nejpříznivější, se nazývá jeho ...

Optimum pessimum continuum společnosti

Řešení:
Na gradientu jakéhokoli ekologického faktoru je rozšíření druhu omezeno mezemi tolerance. Mezi těmito limity se nachází segment, kde jsou podmínky pro konkrétní druh nejpříznivější a proto se tvoří největší biomasa a vysoká populační hustota. To je jeho ekologické optimum. Vlevo a vpravo od optima jsou podmínky pro život druhu méně příznivé. Jde o zóny pesima, tedy útlaku organismů, kdy klesá populační hustota a druh se stává nejzranitelnějším vůči působení nepříznivých faktorů prostředí (včetně vlivu člověka). V optimální zóně je život organismu nejpohodlnější a na jeho udržení vynakládá minimum energie. V zónách pesima, k udržení života, musí člověk vynaložit mnohem více energie a zapnout speciální „mechanismy přežití“. Například teplokrevní živočichové vydávají energii uloženou v tukových tkáních, aby se zahřáli v chladu. Rostliny pod pesimem využívají většinu produktů fotosyntézy k dýchání a rostou pomalu.

11. Zákon, podle kterého může být omezujícím faktorem blahobytu jak minimum, tak maximum faktoru prostředí, jehož rozmezí určuje míru odolnosti organismu vůči tomuto faktoru, se nazývá zákon ...

Liebigovo minimum Běžná ekologie Vernadsky noosféra Shelfordská tolerance

12. Mezi jednotlivými faktory lze nastolit zvláštní interakce, kdy vliv jednoho faktoru do určité míry mění povahu dopadu jiného, ​​když ...

Jednotlivá činnost jednotlivce působí na organismus komplexně

Pasivní stabilita organismu adaptivní chování organismu

13. Podle pravidla stanoveného V. V. Alekhinem v roce 1951 pro vegetaci rostou na jihu rozšířené druhy na severních svazích a na severu se vyskytují pouze na jižních. Tomuto vzoru se říká pravidlo...

Předběžná utkání populační výkyvy

Teritorialita interakce faktorů

Řešení:
Pravidlo postupu je pravidelnost (objevená Alekhinem a Walterem v roce 1951), podle které svahy severní expozice nesou skupiny rostlin charakteristické pro severnější rostlinnou zónu (nebo subzónu), a svahy jižní expozice nesou rostliny. skupiny charakteristické pro jižnější rostlinnou zónu.zóny (nebo subzóny). Podle V. Alekhina jsou vrchovištní druhy neboli vrchovištní fytocenóza za vhodných stanovištních podmínek předcházeny na jihu nebo na severu. Tato odchylka od pravidel zónování souvisí s úhlem dopadu slunečních paprsků.

14. Funkční místo v ekosystému, určené jeho biotickým potenciálem a souhrnem faktorů prostředí, na které je adaptováno, se nazývá ekologické (th) ..

pásmové spektrum výklenek norma

15. Typy živých organismů, které snášejí výrazné výkyvy teplot, se nazývají ..

eurytermní eurybiontický stenotermní stenobiontický

16. Stupeň adaptability živého organismu na změny podmínek prostředí se nazývá ekologický

optimalizace tolerance samospráva mocenství