16. Определение понятия экологический фактор. Классификация экологических факторов по времени, происхождению, по форме воздействия и др. Изменение факторов среды во времени.

Экологические факторы – элементы среды, оказывающие влияние на организмы, в ответ на которые организмы реагируют приспособительными реакциями.

По природе различают:

• абиотические факторы: температура, свет, вода, воздух, ветер, соленость и плотность среды, ионизирующие излучения;

• биотические факторы, связанные с совместным обитанием, взаимным влиянием животных и растений друг на друга;

• антропогенные факторы — воздействия человека, человеческой деятельности на природу; по размаху и глобальности своего воздействия они приближаются к геологическим силам.

По характеру воздействия:

• Прямые – непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ, н., свет, тепло;

• Косвенные – влияющие непосредственно на изменение прямо действующих факторов (рельеф, экспозиция, высота над уровнем моря и др.);

Экологические факторы изменчивы во времени и пространстве. Некоторые факторы среды считаются относительно постоянными на протяжении длительных периодов времени в эволюции видов. Например, сила тяготения, солнечная радиация, солевой состав океана. Большинство экологических факторов — температура воздуха, влажность, скорость движения воздуха — очень изменчивы в пространстве и во времени.

В соответствии с этим, в зависимости от регулярности воздействия, экологические факторы делят на:

• стабильные, меняющие силу воздействия в связи со временем суток, сезоном года или ритмом приливов и отливов в океане. Например: понижение температуры в умеренном климатическом поясе северной широты с наступлением зимы года и т.д.

• периодические, явления катастрофического характера: бури, ливни и т.д.

• непериодические, возникающие спонтанно, без четкой закономерности, разово. Например, возникновение нового вулкана, пожары, деятельность человека.

По времени:

• Эволюционные

• Исторические

• Современные

По очередности факторы делятся на первичные и вторичные:

• Первичные экологические факторы существовали на планете всегда, еще до появления живых существ, и все живое к этим факторам приспособилось (температура, давление, приливы, сезонная и суточная периодичность).

• Вторичные экологические факторы возникают и изменяются благодаря изменчивости первичных экологических факторов (мутность воды, влажность воздуха и др.).

По степени воздействия:

• Летальные

• Стрессовые

• Экстремальные

• Стимулирующие

• Лимитирующие

17. Характеристика абиотических и биотических факторов. Формы воздействия экологических факторов и их компенсация.

Абиотические (факторы неживой природы):

а) климатические - условия освещенности, температурный режим и т. п.;

б) эдафические - водоснабжение, тип почвы, рельеф местности;

в) орографические - воздушные (ветер) и водные течения;

г) химические - соленость воды, газовый состав воды и воздуха, рН почвы и воды и др.

Биотические факторы, связанные с совместным обитанием, взаимным влиянием животных и растений друг на друга. При этом одни организмы могут служить пищей для других (например, растения —для животных, жертва – для хищника), быть средой обитания (например, хозяин—для паразита), способствовать размножению и расселению (например, птицы и насекомые-опылители — для цветковых растений), оказывать механические, химические и другие воздействия).

Экологические факторы оказывают на живые организмы воздействия разного рода. Они могут являться:

• раздражителями, которые способствуют появлению приспособительных (адаптивных) физиологических и биохимических изменений (зимняя спячка, фотопериодизм);

• ограничителями, изменяющими географическое распространение организмов из-за невозможности существования в данных условиях;

• модификаторами, которые вызывают морфологические и анатомические изменения организмов;

• сигналами, свидетельствующими об изменениях других факторов среды.

Экологические факторы воздействуют на живой организм совместно и одновременно. При этом действие одного фактора зависит от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействие факторов.

Например, скорость испарения воды листьями растений (транспирация) значительно выше, если температура воздуха высокая, а погода ветреная.

В некоторых случаях недостаток одного фактора частично компенсируется усилением другого. Явление частичной взаимозаменяемости действия экологических факторов называется эффектом компенсации. Например, увядание растений можно приостановить как увеличением количества влаги в почве, так и снижением температуры воздуха, уменьшающего транспирацию; в пустынях недостаток осадков в определенной мере восполняется повышенной относительной влажностью воздуха в ночное время; в Арктике продолжительный световой день летом компенсирует недостаток тепла. Однако ни один из необходимых организму экологических факторов не может быть полностью заменен другим.

18. Схема действия экологического фактора. Возможности адаптации организмов к изменениям условий среды. Генетические пределы адаптаций. Учение об экологических оптимумах видов.

Воздействие экологических факторов на живой организм весьма многообразно. Одни факторы оказывают более сильное влияние, другие действуют слабее; одни влияют на все стороны жизни, другие — на определенный жизненный процесс. Тем не менее в характере их воздействия на организм и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей, которые укладываются в некоторую общую схему действия экологического фактора на жизнедеятельность организма.

Интенсивность воздействия различных экологических факторов на популяцию в целом называется правилом оптимума и описывается графически. По оси ординат откладывается численность популяции в зависимости от дозы того или иного фактора (ось абсцисс). Выделяют оптимальные дозы фактора и дозы действия фактора, при которых происходит угнетение жизнедеятельности данного организма. На графике это соответствует пяти зонам: зона оптимума, справа и слева от нее зоны пессимума (от границы зоны оптимума до max или min) и летальные зоны, в которых численность популяции равна 0.

Диапазон действия экологического фактора ограничен соответствующими крайними пороговыми значениями (точки минимума и максимума), при которых еще возможно существование организма. Эти точки называются нижним и верхним пределами выносливости (толерантности) живых существ по отношению к конкретному фактору среды.

Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые организмы. Любой экологический фактор может воздействовать на организм следующим образом:

• изменять географическое распространение видов;

• изменять плодовитость и смертность видов;

• вызывать миграцию;

• способствовать появлению у видов приспособительных качеств и адаптаций.

Наиболее эффективно действие фактора при некотором значении фактора, оптимальном для организма, а не при его критических значениях.

Генетическая адаптация к факторам внешней среде может происходить как за счет появления и распространения новых мутаций, так и за счет изменения частот аллелей, присутствовавших ранее в генофонде популяции.

Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма:

Оно утверждает, что вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Каждый вид живого возник в определенной среде, в той или иной степени приспособился к ней и дальнейшее существование вида возможно лишь в данной или близкой к ней среде. Резкое и быстрое изменение среды жизни может привести к тому, что генетические возможности вида окажутся недостаточными для приспособления к новым условиям. На этом, в частности, основана одна из гипотез вымирания крупных пресмыкающихся с резким изменением абиотических условий на планете: крупные организмы менее изменчивы, чем мелкие, поэтому для адаптации им нужно гораздо больше времени. В связи с этим коренные преобразования природы опасны для ныне существующих видов, в том числе и для самого человека.