Interacțiunea dintre organism și mediu. salut student

Habitat- aceasta este acea parte a naturii care înconjoară un organism viu și cu care interacționează direct. Componentele și proprietățile mediului sunt diverse și schimbătoare. Orice ființă vie trăiește într-o lume complexă în schimbare, adaptându-se constant la ea și reglându-și activitatea de viață în conformitate cu schimbările sale.

Adaptările organismelor la mediul lor se numesc adaptări. Capacitatea de adaptare este una dintre principalele proprietăți ale vieții în general, deoarece oferă însăși posibilitatea existenței sale, capacitatea organismelor de a supraviețui și de a se reproduce. Adaptările se manifestă la diferite niveluri: de la biochimia celulelor și comportamentul organismelor individuale până la structura și funcționarea comunităților și a sistemelor ecologice. Adaptările apar și se schimbă în timpul evoluției speciilor. Proprietățile sau elementele separate ale mediului care afectează organismele sunt numite factori de mediu. Factorii de mediu sunt diverși. Ele pot fi necesare sau, dimpotrivă, dăunătoare ființelor vii, promovează sau împiedică supraviețuirea și reproducerea. Factorii de mediu au o natură și o specificitate diferită de acțiune. Factorii de mediu sunt împărțiți în abiotici și biotici, antropici.

În complexul de acțiune al factorilor, este posibil să se evidențieze unele modele care sunt în mare măsură universale (generale) în raport cu organismele. Aceste modele includ regula optimului, regula interacțiunii factorilor, regula factorilor limitatori și altele.

Regulă optimă.În conformitate cu această regulă, pentru un organism sau pentru o anumită etapă a dezvoltării sale, există o gamă de valoare cea mai favorabilă (optimă) a factorului. Cu cât abaterea acțiunii factorului de la optim este mai semnificativă, cu atât acest factor inhibă mai mult activitatea vitală a organismului. Acest interval se numește zona de opresiune. Valorile maxime și minime tolerate ale factorului sunt puncte critice dincolo de care existența unui organism nu mai este posibilă.

Densitatea maximă a populației este de obicei limitată la zona optimă. Zonele optime pentru diferite organisme nu sunt aceleași. Cu cât este mai mare amplitudinea fluctuațiilor factorului, la care organismul poate rămâne viabil, cu atât stabilitatea acestuia este mai mare, adică. toleranţă la cutare sau cutare factor (din lat. toleranţă – răbdare). Organismele cu o amplitudine mare de rezistență aparțin grupului de euribionți (greacă euri - larg, bios - viață). Sunt numite organisme cu o gamă restrânsă de adaptare la factori stenobionte(Stenos grecesc - îngust). Este important de subliniat că zonele optime în raport cu diverși factori diferă și, prin urmare, organismele își arată pe deplin potențialele capabilități dacă există în condițiile întregului spectru de factori cu valori optime.

Regula interacțiunii factorilor. Esența sa constă în faptul că unii factori pot spori sau atenua forța altor factori. De exemplu, un exces de căldură poate fi atenuat într-o oarecare măsură de umiditatea scăzută a aerului, lipsa de lumină pentru fotosinteza plantelor poate fi compensată printr-un conținut crescut de dioxid de carbonîn aer etc. Totuși, nu rezultă că factorii pot fi interschimbați. Nu sunt interschimbabile.

Regula factorilor limitatori. Esența acestei reguli constă în faptul că un factor care se află în deficiență sau exces (aproape de punctele critice) afectează negativ organismele și, în plus, limitează posibilitatea de manifestare a puterii altor factori, inclusiv a celor la optim. Factorii limitatori determină de obicei limitele de distribuție a speciilor, intervalele lor. Productivitatea organismelor depinde de ele.

O persoană prin activitatea sa încalcă adesea aproape toate modelele de factori enumerate. Acest lucru este valabil mai ales pentru factorii limitatori (distrugerea habitatelor, perturbarea apei și a nutriției minerale etc.).

De-a lungul vieții (otnogeneză) și evoluție (filogeneză), biosistemele sunt în constantă interacțiunea cu mediul, formând sistemul „organism-mediu”.

miercuri- aceasta este o parte a naturii care înconjoară organismele vii și are un efect direct sau indirect asupra lor. Din mediu, organismele primesc tot ceea ce este necesar pentru viață și excretă produse metabolice în el. Mediul fiecărui organism este compus din elemente de natură anorganică și organică.

Aloca:

• mediu abiotic,
• biotic,
• biogene
• biologic,
• geografic,
• geologic,
• antropogen,
• tehnologic,
• culturale etc.

Asa de, mediu biologic- totalitatea organismelor vii în sistemul cărora se află organismul în cauză; mediu biotic- fortele si fenomenele naturii, datorand originea activitatii vitale a organismelor vii; mediu biogenic- un ansamblu de medii biologice și biotice.

Adaptarea organismelor la mediul lor se numește adaptare. Adaptările apar în cursul evoluției speciilor și se manifestă la toate nivelurile de organizare. Gradul de adaptare, sau nivelul de adaptare al organismelor la anumite condiții de mediu, este controlat selecție naturală.

Conceptul de „habitat” include un set de condiții de viață abiotice și biotice ale organismelor. Elementele individuale ale mediului care afectează organismele sunt numite factori de mediu printre care se numără factorii abiotici, biotici și antropici.

Factori abiotici- toate acestea sunt proprietăți de natură neînsuflețită (temperatură, lumină, presiune, umiditate, radiații radioactive, vânt, curenți, teren) care afectează direct sau indirect organismele vii. Se disting următoarele grupe de factori abiotici:

• climatice (lumină, temperatură, umiditate, aer, vânt),
• edafogen (sol și relief),
• chimice (compoziția gazului, compoziția sării apei).

Factori biotici- Acestea sunt diverse forme de interacțiune a organismelor vii între ele. Înconjurător lumea organică- o componentă obligatorie a mediului înconjurător al fiecărui organism viu. Factorii biotici includ:

• fitogenic (vegetal),
• zoogenice (animale), etc.

Factori antropogeni- sunt diverse forme de activitate ale societatii umane care duc la o schimbare a naturii ca habitat pentru alte specii sau afecteaza direct organismele vii. În prezent, practic nu există sisteme naturale lăsate neafectate de activitate economică persoană. In conexiune cu progres tehnicși creșterea populației, impactul factorului antropic asupra naturii va crește în continuare catastrofal. Dintre tipurile de impact antropic asupra biotei, se pot distinge următoarele:

• poluare,
• exterminarea directă a organismelor,
• urbanizare,
• recreere,
• transformarea generală a habitatului organismelor.

Influența factorilor de mediu este determinată în primul rând de impactul lor asupra metabolismului organismelor. Prin urmare, toți factorii de mediu în funcție de acțiunea lor pot fi împărțiți în:

• actorie directa,
• acționând indirect.

Astfel, efectul chimic al clorofluorocarburilor asupra stratului de ozon duce la slăbirea (epuizarea) acestuia, care, la rândul său, duce la efectele dăunătoare ale radiațiilor ultraviolete cu unde scurte asupra organismelor vii. Un alt exemplu este efectul pesticidelor asupra prădătorilor prin lanțurile trofice.

Plantele, pe de o parte, pot fi folosite de alte organisme (inclusiv oamenii pentru hrană, pe de altă parte, eliberează oxigen în timpul fotosintezei și afectează procesul de respirație al altor organisme. Organismele pot afecta indirect alte organisme prin intermediul produselor metabolice, fertilizând sol.

Fiecare factor de mediu este caracterizat de anumite indicatori cantitativi precum puterea și raza de acțiune.

Majoritatea factorilor de mediu, precum temperatura sau umiditatea, sunt variabili în spațiu și timp, gradul de variabilitate al oricărui factor depinzând de caracteristicile habitatului. Deci, temperatura unei anumite zone depinde de vânturile predominante, topografie, altitudine, apropierea de corpurile de apă și acoperirea norilor. În timp, orice condiții de existență sau factori de mediu se schimbă, dar în unele cazuri sunt supuse unor schimbări mai puternice, în altele - mai puțin puternice. Există trei tipuri principale de schimbări de habitat:

• ciclic (regular-periodic) - recurent periodic: la schimbarea anotimpurilor, la maree înaltă și joasă, la apariția alternativă a luminii zilei și a întunericului;
• dirijate, în care direcția schimbării rămâne stabilă o perioadă lungă de timp: eroziunea progresivă a malurilor, acumularea de sedimente de fund în estuarele râurilor, răcirea sau încălzirea climei etc.;
• haotic (neregulat) - fără o direcție și periodicitate specifică (aritmie): modificări imprevizibile ale momentului de apariție și ale traiectoriilor cicloanelor și uraganelor, incendiilor etc.

În natură, există o corespondență între organisme și un mediu în schimbare, inclusiv. În relația dintre organisme și mediu, inclusiv răspunsurile organismelor la impactul diferiților factori de mediu, se poate evidenția o serie de modele generale.

Legea domnitorului(1845). Animalele trăiesc doar pentru că sunt în acțiune sau comunicare reciprocă cu lumea exterioară lor (prima lege genetică).

Legea lui Vernadsky, sau legea unității „organism – mediu”. Viața se dezvoltă ca urmare a unui schimb constant de materie și informații bazat pe fluxul de energie în unitatea totală a mediului și a organismelor care îl locuiesc, adică relația dintre organism și mediul său este sistemică.

Principiul respectării mediului. Forma de existență a unui organism corespunde întotdeauna condițiilor vieții sale. În același timp, o specie poate exista atâta timp cât mediul său corespunde posibilităților genetice de adaptare a acestei specii la fluctuațiile și schimbările sale.

Legea acțiunii comune (cumulative) a factorilor. Factorii de mediu care alcătuiesc habitatul organismelor acționează asupra lor în comun. Relația factorilor de mediu și întărirea și slăbirea lor reciprocă determină impactul acestora asupra organismului și succesul vieții acestuia.

Legea optimului. Organismele vii au un anumit set de nevoi în raport cu condițiile de viață. Pentru fiecare specie există o așa-numită preferință ecologică pentru diferiți factori ecologici. De exemplu, termoreferendum - temperatură preferată, preferință biotop - biotopuri preferate.

0

Problema problemelor de mediu nu este suficient de clară. În literatura botanică, nu este subliniat deloc, iar pe baza analizei conținutului manualelor de ecologie a plantelor, se poate presupune că botaniștii au în vedere clasificarea așa-numiților factori de mediu și, în plus, formele de viață ale plantele să fie „probleme ecologice”.

Zoologii numesc de obicei principala problemă a ecologiei studiul dinamicii numărului de organisme și includ, de asemenea, probleme precum aclimatizarea (D.N. Kashkarov), lupta pentru existență, conceptul de integritate a speciilor (S.A. Severtsov) etc.

Nu putem recunoaște corectă o astfel de interpretare a problemei de mediu. Doctrina tipului sau fenomenului de aclimatizare nu poate fi atribuită problemelor de mediu pentru că au o semnificație biologică generală, iar ecologia, împreună cu alte științe, ia în considerare doar o parte din problemele legate de acestea.

Problemele științei pornesc de la conținutul său principal și sunt legate de rezolvarea unor probleme majore teoretice și practice. Problemele ecologiei ar trebui să decurgă din conținutul și sarcinile sale și să aibă o importanță economică națională. Principalele probleme ale ecologiei pot fi denumite: modele de relații dintre organisme și mediu, plasticitatea ecologică a organismelor, organismele ca indicatori, metoda biologica curățarea mediului și combaterea organismelor dăunătoare, fertilitatea ca adaptare la supraviețuire, dinamica numărului de organisme și prognoza acestuia, protecția și transformarea faunei sălbatice.

Modele de relație a organismelor cu mediul

Problema modelelor de relații dintre organisme și mediu este una dintre problemele centrale ale ecologiei, alături de dinamica numărului de organisme. În esență, aceasta este aceeași întrebare inițială a ecologiei ca și în filozofie întrebarea relației dintre ființă și conștiință.

Cea mai mare parte a acestei cărți este dedicată luării în considerare a acestei probleme și, prin urmare, doar aspectele sale principale pot fi subliniate concis aici.

Formularea întrebării „organism și mediu” dă naștere la posibilitatea unui răspuns diferit cu privire la cauzele variabilității, adaptării și dezvoltării evolutive a ființelor vii. Autogeneza le caută în interior (organism), ectogeneza în extern (mediu) și biologie, bazată ca baza metodologica la idealism sau mecanism, este obligat să aleagă una dintre cele două poziții opuse menționate.

Biologia dialectico-materialistă a găsit o nouă cale de a rezolva această problemă importantă, eliminând opoziția dintre organism și mediu, separarea lor metafizică unul de celălalt, arătând fecunditatea teoretică și practică a conceptului „al treilea”. De o importanță nu mică este formularea acestuia din urmă: „unitatea organismului și a mediului” sau „unitatea organismului și condițiile necesare vieții sale”. Prima formulare a fost corectă până în 1948, până când a fost găsită a doua.

În prezent, considerăm că prima formulare este insuficientă și incorectă, dacă prin „mediu” înțelegem nu numai condițiile de viață ale unui anumit organism (specie), ci totalitatea condițiilor din jur (faptele morții organismelor din condiţiile nepotrivite şi dispariţia istorică a speciilor indică faptul că de multe ori între organism şi mediu nu există unitate, ci o contradicţie insolubilă).

Când studiem regularitățile relației dintre organism și mediu, ne confruntăm cu o serie de probleme specifice inerente fiecăruia dintre membrii acestui sistem.

În ceea ce privește „organismul” sub influența mediului, aici se ridică următoarele întrebări: originea adaptărilor, relația formelor intraspecifice (inclusiv biotopic = „ecologic”) cu specia, formarea și semnificația formelor de viață.

În fiecare mediu operează un set special de factori, dintre care, după importanța lor pentru organisme, se pot distinge necesari, indiferenți și nocivi. Factorii de impact trebuie distinși de condițiile de viață (existență și dezvoltare).

Factorii sunt diverși, iar raza de acțiune a acestora este destul de semnificativă. Toate acestea creează în natură posibilitatea unei varietăți infinite de combinații de condiții caracterizate prin certitudine calitativă și dezvoltare cantitativă. Prin urmare, pentru ecologie, problema clasificării factorilor devine foarte importantă. Acesta din urmă este posibil din diferite puncte de vedere.

De o importanță fundamentală, în opinia noastră, este împărțirea tuturor factorilor în trei grupuri, sau etape, în funcție de natura apariției lor. În acest sens, este necesar să se facă distincția între factorii abiotici, biotici și antropici. Primele dintre ele sunt cauzate de manifestarea forțelor așa-numitei naturi neînsuflețite, a doua sunt asociate cu activitatea vitală a organismelor (animale, plante, microbi), iar a treia sunt determinate de influența umană.

Fără îndoială că aceste trei etape de factori, din punctul de vedere al originii lor istorice și al forței de influență în creștere, pot fi considerate în următoarea succesiune: factori abiotici - primari, au participat la crearea viețuitoarelor; factori biotici – secundari, au apărut odată cu apariția celor vii și, la rândul lor (alături de cei sociali), au contribuit la apariția omului; Factorii antropici – au apărut în pragul perioadelor terțiare și cuaternare, odată cu apariția omului. Pe parcursul evoluției lumii animale și vegetale, odată cu apariția speciilor din ce în ce mai dezvoltate și a biocenozelor din ce în ce mai complexe, mediul devine mai complicat și acțiunea factorilor biotici se intensifică: Pe parcursul dezvoltării istorice a omenirii, însoțită de o cunoaștere tot mai profundă a legilor naturii și de crearea unor mijloace tot mai puternice de cucerire a acesteia, factorii antropici se dezvoltă și progresează în consecință, adică diverse influențe umane asupra animalelor și plantelor. lume.

Din punct de vedere al cunoașterii, cele trei grupe de factori luate în considerare sunt aranjate în aceeași succesiune. Efectele abiotice, adică fizico-chimice, asupra organismelor sunt mai precise, iar rezultatele lor pot fi detectate în studii morfologice, fiziologice și alte studii. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că acest grup de factori a fost deja pe deplin studiat. Dimpotrivă, descoperirea relativ recentă a semnificației temperaturii și luminii în anumite etape ale dezvoltării plantelor verzi arată cât de puțin știm încă despre semnificația condițiilor abiotice individuale în procesele formative și viața organismelor.

O și mai mare complexitate a studierii factorilor biotici este confirmată de faptul că, în ciuda atenției de un secol acordată acestei probleme a biologilor, discuția despre semnificația, de exemplu, a luptei intraspecifice pentru existență, nu s-a încheiat încă. Atenția cercetătorilor asupra factorilor antropologici a fost atrasă esențial doar în ultimele decenii, în principal în Rusia, în legătură cu lucrările care se desfășoară aici pentru protejarea faunei sălbatice și transformarea ei planificată. Prin urmare, aproape că nu există generalizări majore în acest domeniu și există o mare diferență în punctele de vedere ale cercetătorilor.

Dificultățile în clasificarea ulterioară a factorilor abiotici, biotici și antropici sunt determinate de o serie de circumstanțe. Aici, în primul rând, este necesar să se remarce diferența dintre efectele izolate și cumulate ale factorilor, care se manifestă în toate cele trei grupuri (I - un amestec de otrăvuri poate fi inofensiv, îngheț cu și fără vânt, cu umiditate diferită, etc.; II - influența unei singure otrăvuri asupra unor alte organisme, la diferite densități de populație și suprapopulare; III - impactul uman asupra unei anumite specii sau a întregii biocenoze etc.). Trebuie avut în vedere efectul direct și influența ulterioară (efectul secundar), care poate fi foarte diferit, primul este de obicei unic (afectează o specie separată), iar al doilea devine universal (modifică întreaga biocenoză sau întreaga natură într-un anumită zonă), care sunt rezultatele exterminării și introducerii speciilor, arăturii terenurilor virgine, crearea de zone de pădure, drenaj, construcția de lacuri etc.

Deosebit de dificilă este distincția dintre efectele directe și indirecte ale factorilor biotici și antropici. Un studiu insuficient de clar și atent al regularităților legate de acest domeniu duce, de exemplu, la o discuție lungă și nepromițătoare asupra problemei așa-numitei competiții intraspecifice a autotrofilor din cauza condițiilor de viață abiotice. Răsadurile de plante pot suferi de umbrire, de exemplu, din următoarele trei motive fundamental diferite: 1) prezența unei stânci, 2) prezența unui copac crescut și 3) un baldachin artificial.

Până acum, unii biologi se referă doar la primul caz ca factori abiotici, îl consideră pe al doilea ca exemplu de luptă intraspecifică sau interspecifică și îl clasifică pe al treilea drept factori antropici. Considerăm o astfel de abordare a distingerii factorilor ca fiind mecanicistă, subiectivistă și antropomorfă (adică doar din punctul de vedere al unei persoane care distinge între trei grupuri de factori, dar indiferent pentru un organism expus unui efect care în aceste cazuri este calitativ de aceeași ordine).

Atunci când acțiunea factorilor este studiată biologic, ceea ce contează nu este cauza care a dat naștere acestora, ci rezultatul - răspunsul organismului. Impactul unei lovituri la cap nu se va schimba dacă o piatră cade peste un animal sau o persoană de pe munte, o cărămidă de pe acoperiș sau, în cele din urmă, un copac cade în pădure. Exact același efect al impactului deversarii asupra vieții animale și vegetale se va observa și în lunca inundabilă a râului, dacă pe acesta apare un baraj din cauza prăbușirii naturale a litoralului, vizuini construite de castori sau oameni sunt inundate, terestre. animalele vor căuta mântuirea pe dealuri etc. Plantele vor simți aceeași lipsă de umiditate în sol din cauza lipsei ploii, a efectului evaporării (în prezența unui vânt uscat sau a transpirației altor plante), cu o scădere a nivelul apei subterane din cauza plantarii forestiere, drenaj etc., etc., etc.

Este evident că în toate acestea și multe cazuri similare nu există absolut niciun temei obiectiv pentru a distinge aici trei grupuri fundamental diferite de factori - abiotici, biotici și antropici. În toate aceste cazuri, vedem doar acțiunea factorilor abiotici - șoc mecanic, exces și lipsă de umiditate etc., și o reacție de ordin unic a organismelor supuse efectului corespunzător.

Acţiunea directă a factorilor relevă întotdeauna caracterul lor specific. De exemplu, factorii abiotici pot fi împărțiți în factori de mediu, fizici și chimici; biotic - pe relații intraspecifice și interspecifice; ashrapic - redus la exterminare, reproducere, introducere și selecție de organisme. Așa-numita acțiune indirectă a factorilor, realizată întotdeauna prin intermediul mediului, este nespecifică. Semnificația indirectă a influențelor antropice constă în schimbarea condițiilor biotice și abiotice; influenţa indirectă a factorilor biotici (organismelor) constă în schimbarea lor a regimului abiotic.

După cum puteți vedea, fiecare etapă ulterioară a factorilor include etapa anterioară ca influențe indirecte.

Clasificarea factorilor
Grupuri (etape) de factori	Factori de acțiune specifică (directă).	Acțiune nespecifică (indirectă) printr-o modificare a factorilor
1. Abiotic (nu Natura vie)	1. Formarea mediului 2. Fizic 3. Chimic
II. Biotic (fauna sălbatică)	1. Intraspecific 2. Interspecii	abiotic
III. antropic (uman)	1. Exterminarea 2. Cresterea 3. Introducere 4. Selectie	Biotic	abiotic

Considerăm că o astfel de distincție între principalele grupuri de factori va permite o înțelegere mai profundă a tiparelor de relații dintre organisme și mediu și nu va confunda cauza cu efectul, care, din păcate, are loc în multe lucrări ecologice moderne.

Dacă „extindeți” tabelul. 6 astfel încât grupul de factori abiotici să includă nu numai efectul primar al forței naturii neînsuflețite, ci și influența „indirectă” a organismelor și a oamenilor, iar grupul de factori biotici include interacțiunea directă a organismelor cu fiecare altele și influența „indirectă” a oamenilor, atunci modelele factorilor de acțiune vor arăta astfel.

Acțiunea factorilor
Grupuri (etape) de factori	Acțiunea directă a factorilor	Efectul indirect al factorilor sa schimbat
		uman		organisme
I. Abiotic	1. Formarea mediului 2. Fizic 3. Chimic
II. Biotic	1. Intraspecific 2. Interspecii
III. Antropical	1. Exterminarea 2. Cresterea 3. Introducere 4. Selectie

Efectele abiotice asupra organismelor pot fi de trei feluri - directe și transformate de oameni sau alte organisme; influențe biotice - de două feluri: relații reciproce directe ale organismelor între ele și cele transformate de om; În cele din urmă, influențele antropice sunt de același fel: toate influențele umane directe asupra naturii vii.

O astfel de înțelegere a tiparelor de relații dintre organisme și mediu ne permite să găsim modalități de soluționare a disputelor privind problema competiției intraspecifice, semnificația suprapopulării etc. Vedem că influența directă și indirectă a factorilor abiotici, care este de importanța decisivă în viața plantelor (și mai puțin pentru animale), se află în afara relațiilor intraspecifice și interspecifice propriu-zise. Adevărata competiție intraspecifică este mai puțin importantă în viața organismelor autotrofe și mai importantă în rândul heterotrofelor, în care o creștere a densității populației va exacerba aceste relații.

Relațiile intraspecifice și interspecifice, „curățate” de fenomenele atașate necuvenit acestora, asociate cu influența factorilor abiotici, capătă o mai mare claritate. Un studiu mai aprofundat și o subdiviziune a acestor relații devine posibilă. Biologii care au atribuit „competiția” factorilor biotici din cauza lipsei factorilor abiotici de existență (care este același între indivizii aceleiași specii sau tipuri diferite), a întunecat problema specificului relațiilor intraspecifice și interspecifice și a împiedicat studiul acesteia.

În sfârșit, problema rolului competiției dintre organisme ca atare este de o importanță fundamentală. Unii tind să vadă concurența drept factorul motor al dezvoltării, dar nu oferă dovezi convingătoare.

În literatura biologică sovietică, discuția cu privire la chestiunea factorilor dezvoltării istorice a organismelor a fost suficient de largă și profundă, așa că nu este nevoie să ne oprim în detaliu. Susținătorii neodarwinismului văd sursa dezvoltării în lupta pentru existență, suprapopulare, competiție intraspecifică; adepţii darwinismului creator – în schimbarea condiţiilor de viaţă şi asimilarea lor de către organisme. Acestea sunt două concepte fundamental diferite bazate pe metodologii diferite.

Adepții semnificației luptei pentru existență ca factor de dezvoltare sunt în prezent puțini în biologia sovietică și sunt păstrați în principal în „fitocenologie”, care este construită în întregime pe principiile recunoașterii semnificației principale a luptei și competiției dintre plante, în timp ce studiul acțiunii factorilor abiotici este lotul ecologiei plantelor. După cum sa menționat deja, o fitocenoză nu poate fi concepută fără lupta pentru existență (Sukachev), care este, de asemenea, recunoscută ca principalul factor în dezvoltarea fitocenozelor, succesiunea lor. Unii nu se mulțumesc cu recunoașterea luptei dintre organisme și vorbesc despre lupta interfitocenoză (Sokolov).

S. Ya. Sokolov (1956) ridică din nou problema luptei pentru existență ca început inițial al dezvoltării naturii vii, ignorând complet rezultatele deceniilor de muncă a biologilor, care au arătat importanța condițiilor de viață în formarea ereditatea și evoluția. El scrie „... este de la sine înțeles că evoluția organismelor are loc numai pe baza unei lupte intraspecifice pentru existență. În afara acestei categorii de luptă pentru existență, evoluția este în general de neconceput; acest tip de luptă este conținutul tuturor celorlalte forme de luptă.” În înțelegerea lui S. Ya. Sokolov și a oamenilor săi asemănători, „fitocenoza” reprezintă o nouă calitate a naturii vie, trăind o viață specială în ansamblu, iar lupta și competiția acționează ca proprietăți vitale speciale, forțe speciale. Dar dacă analizăm în mod obiectiv acest „întreg” și această „forță”, atunci vom afla doar totalitatea organismelor și existența diferitelor relații concrete între ele, între care lupta și competiția intraspecifică nu ocupă deloc o poziție atât de excepțională.

Dacă totuși renunțăm la competiția pur mitică, în spatele căreia se află acțiunea indirectă a factorilor abiotici, se dovedește că organismele se schimbă tocmai sub influența condițiilor de viață. Cu toate acestea, susținătorii neo-darwinismului preferă să nu-i vadă și să vorbească despre se presupune că are loc competiție, deși adesea nu există așa ceva de fapt.

Încercarea noastră de a clasifica factorii, ținând cont de specificul lor, ne permite să apreciem mai corect semnificația fenomenului concurenței, care are o distribuție mai restrânsă decât se credea anterior și, prin urmare, nu poate fi considerat drept principala sursă de evoluție. Divergența organismelor poate apărea, în afară de orice competiție, ca urmare a influenței directe a mediului și a selecției ulterioare (formarea unor forme de insecte înaripate și fără aripi pe insule sub influența vântului etc.).

Noțiunea că concurența este sursa progresului în natura vie este complet eronată. Dimpotrivă, poate duce la o oprimare generală a populației, la subdezvoltarea organismelor sub care sunt mai ușor de exterminat; influenţa factorilor abiotici nefavorabili şi a relaţiilor interspecii.

Concurența, intensificată de supraaglomerare, de regulă, exacerbează și accelerează acțiunea anumitor factori, dar nu schimbă direcția proceselor de schimbare a organismelor care au loc sub influența generală a condițiilor de viață. În cazurile de întreținere culturală a organismelor, concurența poate contracara dorința umană de a obține o productivitate ridicată la animale și plante.

Amprenta unei vidre (Lutra lutra) „înotând” în zăpadă afanată. Râul Pyzha Altai. martie 1952

Urme de mamifere. De sus: urma unei coloane în zăpadă afanată. Altai. Februarie 1958 Mai jos: Calea iepurelui ca adaptare pentru deplasarea prin zăpadă adâncă. Berdsk. martie 1952

Termenul „luptă pentru existență”, care a fost prea abuzat în istoria biologiei, punând în el un conținut diferit, este mai bine lăsat complet și, dacă este folosit, atunci într-un sens mai restrâns - pentru a caracteriza o anumită trupă de antagonişti ( intraspecifice și interspecifice), este necesar să se excludă complet din relația sa cu factorii abiotici și fenomenul de asistență reciprocă a organismelor, pentru a numi „lupta pentru existență” contrară bunului simț.

Astfel, influența cumulativă a condițiilor de viață asupra organismului și adaptarea acestora din urmă la acestea - aceasta este calea dezvoltării istorice a naturii vii. Din acest punct de vedere ar trebui studiate regularitățile relațiilor dintre organisme și mediu, care sunt încă foarte puțin studiate, a căror cunoaștere este de o importanță decisivă pentru adevărata stăpânire de către om a forțelor naturii vii.

Literatură folosită: Fundamentele Ecologiei: Proc. lit./B. G. Johansen
Sub. editor: A. V. Kovalenok, -
T .: Tipografia Nr 1, -58

Descărcați rezumatul: Nu aveți acces pentru a descărca fișiere de pe serverul nostru.

Dependența organismelor de factorii de mediu. Probleme de mediu asociate cu situația demografică. Probleme de mediu în regiunile majore. Strategii de dezvoltare ecologică.

1. Introducere
2. Resursele biosferei și problemele demografice moderne
3. Tipare de dependență a organismelor de factorii de mediu
4. Esența conceptului de risc de mediu
5. Caracteristici ale ecologiei orașelor și zonelor agricole mari
6. Conceptul de strategie pentru dezvoltarea durabilă a mediului
7. Concluzii și rezultate
8. Referințe

Lucrarea conține 1 fișier

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL FEDERATIEI RUSE

UNIVERSITATEA DE STAT DE SERVICII ȘI ECONOMIE SAINT PETERSBURG

Departamentul de Ecologie

„MODELE DE RELAȚII ÎNTRE ORGANISME ȘI MEDIU”

Lucrarea a fost realizată de un elev în anul I

Specialitatea 0608y _____ grup

Bogdanovich Anastasia Alexandrovna

Lucrarea a fost verificată de __________________

St.Petersburg

2010

1. Introducere
2. Resursele biosferei și problemele demografice moderne
3. Tipare de dependență a organismelor de factorii de mediu
4. Esența conceptului de risc de mediu
5. Caracteristici ale ecologiei orașelor și zonelor agricole mari
6. Conceptul de strategie de dezvoltare durabilă a mediului
7. Concluzii și rezultate
8. Bibliografie

Introducere

În lucrarea mea voi încerca să descriu problema interacțiunii omului cu mediul și invers. Luați în considerare dependența organismelor de factorii de mediu. Descrieți problemele de mediu asociate cu situația demografică. Spuneți despre posibilitatea riscurilor de mediu asociate cu activitatea economică umană. Ridicați problema problemelor de mediu în regiuni mari. Descrie strategii de dezvoltare a mediului.

Resursele biosferei și problemele demografice moderne.

Schimbările demografice semnificative sunt caracteristice secolelor XX și XXI. Populația a crescut de la 1 miliard 630 de milioane la aproape 6 miliarde de oameni. În cele trei secole precedente (1600 - 1900) populația a crescut de 3 ori, iar într-unul (1900 - 2000) - de aproape 4 ori. O creștere semnificativă a populației are loc în toate regiunile lumii, dar populația crește mai ales rapid în Asia, Africa, America Latină, în India și China. Cu toate acestea, în Rusia până la începutul secolului al XXI-lea. situatia este alta, aici pierderea (depopularea) populatiei este cea mai mare.La inceputul anului 2003 in Rusia traiau 143,1 milioane de oameni. Prognozele demografilor sunt dezamăgitoare: până în 2010 populația din Federația Rusă va fi de aproximativ 138-139 milioane de oameni. Prognozele pe termen lung indică faptul că, dacă tendințele actuale continuă, atunci în 5-6 decenii în a doua jumătate a secolului XXI. , populația Rusiei va fi redusă la aproximativ jumătate.

Dar pentru a ridica nivelul de trai al oamenilor cu o creștere a populației, pentru a menține un mediu curat, este necesară o combinație de creștere a populației cu creșterea economică și culturală.

Populația în continuă creștere pune problema furnizării oamenilor de hrană pentru multe țări, în special pentru cele în curs de dezvoltare. Aproximativ 2 milioane de oameni mor de foame în fiecare an în lume. Odată cu soluționarea problemei alimentare, devin importante și problemele de a asigura omenirea cu apă, de conservare a aerului atmosferic și de conservare a fertilității solului. Într-o serie de regiuni, există deja probleme asociate cu lipsa apei, în special apă dulce, și cu poluarea mediului. Populația în creștere a planetei trebuie să fie asigurată cu căldură și electricitate. Potrivit oamenilor de știință, combustibilii clasici (cărbune, petrol, gaze naturale, turbă, șisturi bituminoase) asigură umanității nivelul de consum din 1980 pentru 300-320 de ani, iar pentru nivelul de consum din 2000 - timp de 140-150 de ani. În acest sens, în economia națională ar trebui să iasă în prim-plan metode alternative de obținere a energiei, în special atomică, hidrogen etc.. O cantitate imensă de energie poate fi obținută de om prin rezolvarea problemei complexe a controlului fuziunii termonucleare.

Acoperirea nevoilor crescânde ale omului necesită dezvoltarea intensivă a forțelor productive și a resurselor naturale din ce în ce mai diverse, ceea ce determină o creștere a influenței noocenozei asupra mediul natural. În aceste condiții, interacțiunea în sistemul „om – societate – natură” ar trebui să se bazeze pe aplicarea strictă a legilor de mediu, ținând cont de perspectivele de dezvoltare a biosferei și a societății umane, și nu de beneficiile de moment în gestionarea economiei.

Resursele alimentare ale oamenilor și oceanelor pot servi ca o sursă semnificativă de hrană umană. Dar atunci când le folosesc, este necesar să se dezvolte relații în sistemul „societate - natură”, bazate pe cunoștințele ecologice, în special, legile minimului, factorilor limitatori și valenței ecologice, toleranței, optimului, relației dintre om și populațiile industriale. , legea echilibrului dinamic intern și consecințele acesteia.

Tipare de dependență a organismelor de factorii de mediu.

În legătură cu activitatea materiei vii a planetei, se formează compoziția chimică modernă a atmosferei și substanța dizolvată a hidrosferei. Întrucât toate zonele biosferei se formează ca urmare a activității materiei vii, este firesc ca evoluția biologică ca proces ireversibil să determine ireversibilitatea evoluției tuturor învelișurilor biosferei: atmosfera, hidrosfera și litosfera.

Cefalizarea în ordinea primatelor a creat terenul pentru apariția inteligenței, când toate schimbările din biosferă trebuie controlate de conștiință - munca creativă a creierului uman.

În evoluția lumii organizate se disting următoarele etape:

1) apariția unei biosfere primare cu ciclu biotic;

2) perioada de biogeneză - complicarea structurii organismelor pluricelulare conform legilor pur biologice;

3) perioada noogenezei - apariția societății umane, a cărei activitate rațională contribuie la transformarea biosferei în noosferă.

Perioada noogenezei se caracterizează prin transformarea biosferei ca urmare a activității de muncă intenționate a omenirii.

Organismele vii, inclusiv oamenii, locuiesc teritorii cu condiții diferite de habitat și experimentează acțiunea unei varietăți de factori. Tiparele relațiilor dintre organisme și mediul lor sunt studiate de o știință biologică specială - ecologia.

Tiparele ecologice se manifestă la nivelul unui individ, al unei populații de indivizi, al unei biocenoze, al unei biogeocenoze.

Totalitatea elementelor care afectează un organism viu în habitatul său este habitat.

Elementele mediului care pot avea un impact direct asupra unui organism viu se numesc factori de mediu, care sunt împărțiți în biotici și abiotici.

Biotic- acestea sunt toate influențele posibile pe care un organism viu le experimentează de la ființele vii din jurul lui.

Factori abiotici- acestea sunt toate elementele de natură neînsuflețită care afectează corpul.

În perioada noogenezei, a devenit oportun să se evidențieze un grup de factori antropici care se manifestă în influența activă a omului asupra naturii.

Acțiunea factorilor de mediu este determinată de ritmul proceselor cosmofizice. În conformitate cu aceasta, factorii de mediu sunt împărțiți în primari și secundari, periodici și neperiodici.

la factorii primari. includ pe cele pe care obiectele biologice le-au întâlnit în stadiile incipiente ale evoluției: temperatura, modificarea poziției Pământului față de Soare. Sub influența acestor factori, a apărut o periodicitate zilnică, sezonieră, anuală a proceselor biologice.

Factori periodici secundari sunt derivate ale celor primare. De exemplu, nivelul de umiditate depinde de temperatură; unde temperatura este mai scăzută, atmosfera conține mai puțini vapori de apă.

Factori neperiodici acționează asupra organismelor, populațiilor de organisme brusc, episodic; de exemplu - erupție vulcanică, tornade, uragane, inundații; prădătorul atacă brusc prada.

Fluctuațiile în intensitatea factorilor de mediu se manifestă printr-o modificare a numărului sau dispariția speciilor din anumite teritorii, o modificare a ratei natalității și mortalității. Fluctuațiile în intensitatea factorilor de mediu determină organizarea temporală a biosistemelor. Influența factorilor de mediu determină ritmurile biologice în evoluția sistemelor vii.

Ritmurile biologice sunt fluctuații în modificarea și intensitatea reacțiilor fiziologice, care se bazează pe modificări ale metabolismului sistemelor biologice ca urmare a influenței factorilor externi și interni.

Factorii externi includ: modificări ale iluminării (fotoperiodism), temperatură (termoperiodism), camp magnetic, intensități ale radiațiilor cosmice, fluxuri și reflux, influențe sezoniere și solar-lunar.

Factorii interni sunt procese neuroumorale care au loc într-un anumit ritm și ritm ereditar fixat.

Multe procese fiziologice din corpul uman suferă fluctuații periodice.

Ritmurile fiziologice sunt fluctuații ciclice în diferite sisteme ale corpului. Principalele caracteristici ale ritmurilor fiziologice sunt: ​​perioada sau frecvența oscilațiilor pe unitatea de timp, amplitudinea (valoarea abaterii maxime de la medie), nivelul, faza și forma. Ritmurile fiziologice sunt de asemenea clasificate în raport cu modificările periodice ale mediului.

Dacă perioada ritmurilor nu coincide cu modificări periodice ale factorilor geofizici, aceștia sunt desemnați ca funcționali (ritmul respirator, ritmurile activității fizice).

Dacă perioada ritmurilor coincide cu perioadele ciclurilor geofizice, este apropiată sau un multiplu al acestora, ele se numesc adaptative sau ecologice.

În biologie, ritmurile adaptative sunt considerate din punctul de vedere al adaptării generale a organismelor la mediu, iar în fiziologie, din punctul de vedere al identificării mecanismelor interne de adaptare și al studierii dinamicii proceselor fiziologice pe o perioadă lungă de timp.

Ritmurile fiziologice adaptative s-au format în procesul de evoluție ca formă de adaptare la condițiile de mediu în continuă schimbare. Cel mai adesea sunt justificate energetic. Organismul uman se caracterizează printr-o creștere a timpului de zi și o scădere a funcțiilor fiziologice pe timp de noapte care îi asigură activitatea fiziologică (ritmul cardiac, volumul minutelor de sânge, tensiunea arterială, temperatura corpului, consumul de oxigen, scăderea zahărului din sânge).

La animalele din perioada de iarna metabolismul, activitatea motrică, scăderea temperaturii corpului (hibernare, somn de iarnă, animație suspendată); în perioada primăvară-vară - activitatea proceselor fiziologice crește.

Contabilitatea ritmurilor fiziologice este necesară la elaborarea regimurilor de muncă și odihnă, deoarece creșterea activității fiziologice este direct legată de creșterea capacității de muncă; contabilizarea ritmurilor fiziologice este importantă în fiziologia travaliului și medicina sportivă.

Dispozitivele care compensează fluctuațiile periodice și aperiodice ale condițiilor de mediu sunt foarte diverse.

Pe lângă reacțiile comportamentale, fiziologice și morfogenetice, acestea includ caracteristici ale morfologiei organismelor care contribuie la economisirea sau disiparea energiei, diapauză, hibernare, ritmul activității zilnice, migrațiile sezoniere și depozitarea alimentelor.

Ecologie(din grecescul „oikos” - locuință și „logos” - știință) - o știință care studiază modelele relațiilor dintre organisme și mediu inconjurator, stilul de viață al animalelor și plantelor, productivitatea acestora, modificări ale numărului, compoziția speciilor.

Factori de mediu

Mediul de viață face parte din natura în care trăiesc organismele. Există trei medii de viață - apă, aer, sol. Apa este mediul principal pentru ființele vii, deoarece în ea și-a luat naștere viața. Organismele pot trăi într-un singur mediu (peștele în apă), în două (plante terestre în aer și sol) și chiar în trei medii (de coastă). plante acvaticeîn sol, apă și aer). Unele organisme se deplasează periodic dintr-un mediu în altul (insecte cu larve acvatice, amfibieni). Elementele individuale ale mediului care interacționează cu organismele sunt numite factori de mediu.

Prin natura lor, se disting două grupuri de factori:

1. anorganice, sau factori abiotici: temperatura, lumina, apa, aerul, vantul, salinitatea si densitatea mediului, radiatii ionizante;
2. factori biotici, asociat cu conviețuirea, influența reciprocă a animalelor și plantelor unele asupra altora.
3. Alocați de asemenea factor antropic - impactul omului asupra naturii. Fiecare dintre factorii de mediu este de neînlocuit. Așadar, lipsa căldurii nu poate fi înlocuită cu o abundență de lumină, elementele minerale necesare nutriției plantelor nu pot fi înlocuite cu apă.

Intensitatea factorului, cel mai favorabil vieții, se numește optimă sau optimă.

Granițele dincolo de care existența unui organism este imposibilă sunt numite inferioare și superioare limitele de anduranta.

Factori abiotici

radiatie solara servește drept sursă principală de energie pentru toate procesele care au loc pe Pământ. Efectul biologic al luminii este divers și este determinat de compoziția sa spectrală, intensitatea și periodicitatea iluminării.

Spectrul radiației solare include razele ultraviolete, vizibile și infraroșii.

Razele ultraviolete cu o lungime de undă de 0,29 microni sunt dăunătoare tuturor viețuitoarelor, sunt întârziate de stratul de ozon al atmosferei. Razele ultraviolete mai lungi (0,3-0,4 microni) au o activitate chimică ridicată. În doze mici, razele ultraviolete sunt benefice.

Razele vizibile (lungime de undă 0,4-0,75 microni) sunt în special mare importanță pentru organisme. Plantele verzi sintetizează materia organică. Pentru majoritatea animalelor, lumina vizibilă este unul dintre factorii importanți de mediu.

Razele infrarosii (lungime de unda peste 0,75 microni) sunt o sursa importanta de energie termica.

Temperatura- un factor important care afecteaza procesele vitale ale organismelor: crestere, dezvoltare, reproducere, respiratie, sinteza materie organică etc. Temperatura optimă depinde de condiţiile de habitat ale speciei; pentru majoritatea animalelor și plantelor terestre, variază în limite destul de înguste (15-30°C). Se numesc organisme cu temperatură variabilă a corpului Cu sînge rece. Pentru ei, o creștere a temperaturii provoacă o accelerare procese fiziologice. Aceste organisme au însă adaptări de la supraîncălzire (prezența stomatelor la plante, evaporarea prin piele la animale).

Cea mai perfectă termoreglare în procesul de evoluție a fost dobândită de păsări și mamifere, adică. cu sânge cald animale, datorită formării unei inimi cu patru camere. Acest lucru le-a asigurat existența indiferent de condițiile de temperatură ale mediului și le-a permis să se stabilească pe tot globul.

Apă- o componentă indispensabilă a viețuitoarelor, un factor climatic important, deoarece servește drept mijloc principal de reglare a temperaturii la suprafața Pământului. Adaptarea la experiența cu o lipsă de umiditate este pronunțată la locuitorii din stepele aride și deșerturile (frunze spinoase modificate, un sistem radicular bine dezvoltat, presiune osmotică ridicată). Unele plante (agave, stonecrop, tinere) au frunze și tulpini cărnoase și sunt capabile să rețină apa pentru o perioadă lungă de timp. Alte plante (lalele, maci, ceapa de gâscă etc.) au timp să crească și să înflorească într-un scurt timp. termen de primăvară când există încă suficientă umiditate în sol. Capacitatea acestor plante de a se scufunda într-o stare de repaus fiziologic profund are o mare importanță adaptativă.

Schimbările sezoniere ale condițiilor externe sunt asociate cu o schimbare factori critici viata - temperatura, iluminarea, umiditatea. Locuitorii din latitudinile temperate se caracterizează prin manifestarea ciclurilor sezoniere de dezvoltare.

Primăvara, odată cu creșterea temperaturii și a luminii, se observă o activitate vitală activă a organismelor: plantele cresc și înfloresc, sosesc păsările etc. Vara, semințele plantelor se coc, majoritatea animalelor dau urmași. Toamna începe pregătirea organismelor pentru condiții nefavorabile de iarnă: nutrienții se depun în plante, la animale are loc năpârlirea etc. Iarna, la temperaturi scăzute, se instalează odihna profundă. Acest fenomen este caracteristic mai ales plantelor și unor animale.

Fiecare organism are anumite adaptări pentru a rezista la temperaturi scăzute. Mai mult, rezistenta la inghet a plantelor si insectelor creste in timpul iernii. Se numeste întărire la rece. Răcirea profundă provoacă o oprire temporară reversibilă a vieții. O astfel de stare se numește animatie suspendata. La păsări și mamifere, starea de animație complet suspendată nu are loc, deoarece acestea nu sunt adaptate la hipotermie. Au dezvoltat alte adaptări pentru transferul sezonului de iarnă (migrații sezoniere etc.).

În reglarea ciclurilor sezoniere la majoritatea plantelor și animalelor, rolul principal revine modificărilor duratei zilei și nopții. Se numește răspunsul la durata perioadei de lumină a zilei fotoperiodism.

fotoperiodism- aceasta este o adaptare comună, importantă, care reglează fenomenele sezoniere într-o mare varietate de organisme. O modificare a duratei zilei este întotdeauna strâns legată de cursul anual al temperaturii și precede schimbarea acesteia, în urma scurtării zilei, temperatura scade și ea. Pe parcursul anului, lungimea zilei se modifică strict în mod regulat și nu este supusă fluctuațiilor aleatorii. Prin urmare, lungimea zilei servește ca un precursor astronomic precis al schimbărilor sezoniere. Elucidarea rolului lungimii zilei și reglarea fenomenelor sezoniere deschide mari oportunități pentru înțelegerea științifică a dezvoltării plantelor și animalelor.