Facteurs abiotiques, facteurs environnementaux biotiques : exemples. Facteurs environnementaux abiotiques et leur influence sur les organismes vivants

L'environnement qui entoure les êtres vivants est constitué de nombreux éléments. Ils affectent l'activité vitale des organismes de différentes manières. Ces derniers réagissent différemment à divers facteurs environnementaux. Les éléments individuels de l'environnement qui interagissent avec les organismes sont appelés facteurs environnementaux. Les conditions d'existence sont une combinaison de facteurs environnementaux vitaux, sans lesquels les organismes vivants ne peuvent exister. Par rapport aux organismes, ils agissent comme des facteurs environnementaux.

Classification des facteurs environnementaux.

Tous les facteurs environnementaux sont acceptés classer(répartir) dans les groupes principaux suivants : abiotique, biotique et anthropique. v Abiotique (abiogène) Les facteurs sont des facteurs physiques et chimiques de nature inanimée. Biotique, ou biogénique, facteurs sont l'influence directe ou indirecte des organismes vivants les uns sur les autres et sur l'environnement. Anthropique (fabriqué par l'homme) facteurs dans dernières années distinguer en un groupe indépendant de facteurs parmi les facteurs biotiques, en raison de leur grande importance. Ce sont des facteurs d'impact direct ou indirect d'une personne et de ses activité économique sur les organismes vivants et l'environnement.

Facteurs abiotiques.

Les facteurs abiotiques comprennent des éléments de nature inanimée qui agissent sur un organisme vivant. Les types de facteurs abiotiques sont présentés dans le tableau. 1.2.2.

Tableau 1.2.2. Les principaux types de facteurs abiotiques

Facteurs climatiques.

Tous les facteurs abiotiques se manifestent et agissent au sein des trois coquilles géologiques de la Terre : atmosphère, hydrosphère et lithosphère. Les facteurs qui apparaissent (agissent) dans l'atmosphère et dans l'interaction de cette dernière avec l'hydrosphère ou avec la lithosphère sont appelés climatique. leur manifestation dépend des propriétés physico-chimiques des coquilles géologiques de la Terre, de la quantité et de la répartition de l'énergie solaire qui les pénètre et y pénètre.

Radiation solaire.

Le rayonnement solaire est de la plus grande importance parmi toute la variété de facteurs environnementaux. (radiation solaire). C'est un flux continu particules élémentaires(vitesse 300-1500 km / s) et les ondes électromagnétiques (vitesse 300 000 km / s), qui transportent une énorme quantité d'énergie vers la Terre. Le rayonnement solaire est la principale source de vie sur notre planète. Sous le flux continu du rayonnement solaire, la vie est née sur Terre, a parcouru un long chemin dans son évolution et continue d'exister et de dépendre de l'énergie solaire. Les principales propriétés de l'énergie rayonnante du soleil en tant que facteur environnemental sont déterminées par la longueur d'onde. Les ondes traversant l'atmosphère et atteignant la Terre sont mesurées dans la plage de 0,3 à 10 microns.

De par la nature de l'effet sur les organismes vivants, ce spectre du rayonnement solaire est divisé en trois parties : rayonnement ultraviolet, lumière visible et rayonnement infrarouge.

Rayons ultraviolets à ondes courtes presque entièrement absorbé par l'atmosphère, à savoir son bouclier d'ozone. Une petite quantité de rayons ultraviolets pénètre à la surface de la terre. Leur longueur d'onde est comprise entre 0,3 et 0,4 micron. Ils représentent 7 % de l'énergie du rayonnement solaire. Les rayons à ondes courtes ont un effet néfaste sur les organismes vivants. Ils peuvent provoquer des changements dans le matériel héréditaire - des mutations. Par conséquent, au cours de l'évolution, les organismes qui sont sous l'influence du rayonnement solaire depuis longtemps ont développé des dispositifs de protection contre les rayons ultraviolets. Dans beaucoup d'entre eux, une quantité supplémentaire de pigment noir, la mélanine, est produite dans le tégument, qui protège contre la pénétration des rayons indésirables. C'est pourquoi les gens attrapent des coups de soleil après avoir été dehors pendant une longue période. Dans de nombreuses régions industrielles, il existe une soi-disant mélanisme industriel- assombrissement de la couleur des animaux. Mais cela ne se produit pas sous l'influence du rayonnement ultraviolet, mais en raison de la contamination par la suie, la poussière l'environnement, dont les éléments deviennent généralement plus foncés. Sur un fond aussi sombre, des formes plus sombres d'organismes survivent (sont bien masquées).

Lumière visible se manifeste dans la gamme de longueurs d'onde de 0,4 à 0,7 microns. Il représente 48% de l'énergie du rayonnement solaire.

Ce affecte également négativement les cellules vivantes et leurs fonctions en général: cela modifie la viscosité du protoplasme, l'amplitude de la charge électrique du cytoplasme, viole la perméabilité des membranes et modifie le mouvement du cytoplasme. La lumière affecte l'état des colloïdes protéiques et le déroulement des processus énergétiques dans les cellules. Mais malgré cela, la lumière visible était, est et restera l'une des sources d'énergie les plus importantes pour tous les êtres vivants. Son énergie est utilisée dans le processus photosynthèse et s'accumule sous forme de liaisons chimiques dans les produits de la photosynthèse, puis est transféré comme nourriture à tous les autres organismes vivants. En général, on peut dire que tous les êtres vivants de la biosphère, et même les humains, dépendent de l'énergie solaire, de la photosynthèse.

La lumière pour les animaux est une condition nécessaire à la perception d'informations sur l'environnement et ses éléments, la vision, l'orientation visuelle dans l'espace. Selon les conditions d'existence, les animaux se sont adaptés à des degrés d'éclairement variables. Certaines espèces d'animaux sont diurnes, tandis que d'autres sont plus actives au crépuscule ou la nuit. La plupart des mammifères et des oiseaux mènent une vie crépusculaire, distinguent mal les couleurs et voient tout en noir et blanc (chiens, chats, hamsters, hiboux, engoulevents, etc.). Vivre au crépuscule ou dans des conditions de faible luminosité entraîne souvent une hypertrophie oculaire. Des yeux relativement énormes, capables de capter des fractions de lumière insignifiantes caractéristiques des animaux nocturnes ou de ceux qui vivent dans l'obscurité totale et sont guidés par les organes lumineux d'autres organismes (lémuriens, singes, hiboux, poissons des grands fonds, etc.). S'il n'y a pas d'autres sources de lumière dans des conditions d'obscurité totale (dans des grottes, sous terre dans des terriers), les animaux qui y vivent perdent généralement leurs organes de vision (Proteus européen, rat-taupe, etc.).

Température.

Les sources de la création du facteur de température sur Terre sont le rayonnement solaire et les processus géothermiques. Bien que le cœur de notre planète soit caractérisé par une température extrêmement élevée, son influence sur la surface de la planète est insignifiante, à l'exception des zones d'activité volcanique et de la libération d'eaux géothermiques (geysers, fumerolles). Par conséquent, la principale source de chaleur au sein de la biosphère peut être considérée comme le rayonnement solaire, à savoir les rayons infrarouges. Les rayons qui atteignent la surface de la Terre sont absorbés par la lithosphère et l'hydrosphère. La lithosphère, en tant que solide, se réchauffe plus rapidement et se refroidit tout aussi rapidement. L'hydrosphère est plus calorifique que la lithosphère : elle se réchauffe lentement et se refroidit lentement, et retient donc longtemps la chaleur. Les couches superficielles de la troposphère sont chauffées en raison du rayonnement de chaleur de l'hydrosphère et de la surface de la lithosphère. La terre absorbe le rayonnement solaire et renvoie de l'énergie dans l'espace sans air. Néanmoins, l'atmosphère terrestre contribue à la rétention de chaleur dans les couches superficielles de la troposphère. En raison de ses propriétés, l'atmosphère transmet des rayons infrarouges à ondes courtes et piège les rayons infrarouges à ondes longues émis par la surface chauffée de la Terre. Ce phénomène atmosphérique est appelé Effet de serre. c'est grâce à lui que la vie est devenue possible sur Terre. Effet de serre aide à retenir la chaleur dans les couches superficielles de l'atmosphère (la plupart des organismes y sont concentrés) et atténue les fluctuations de température pendant la journée et la nuit. Sur la Lune, par exemple, qui se trouve à peu près dans les mêmes conditions d'espace, et la Terre, et sur laquelle il n'y a pas d'atmosphère, des fluctuations quotidiennes de température à son équateur apparaissent dans la plage de 160 ° à + 120 ° .

La gamme de températures dans l'environnement atteint des milliers de degrés (magma chaud des volcans et températures les plus basses de l'Antarctique). Les limites dans lesquelles la vie que nous connaissons peut exister sont plutôt étroites et égales à environ 300°С, à partir de -200°С (gel en gaz liquéfiés) jusqu'à + 100°С (point d'ébullition de l'eau). En fait, la plupart des espèces et la plupart de leur activité sont liées à une plage de température encore plus étroite. La plage de température générale de la vie active sur Terre est limitée par les températures suivantes (tableau 1.2.3) :

Tableau 1.2.3 Plage de température de la vie sur Terre

Les plantes s'adaptent à des températures différentes et même extrêmes. Ceux qui supportent des températures élevées sont appelés avec des plantes traitées thermiquement. Ils sont capables de supporter une surchauffe jusqu'à 55-65°C (certains cactus). Les espèces poussant à des températures élevées les tolèrent plus facilement en raison d'un raccourcissement important de la taille des feuilles, du développement d'un feutre (pubescent) ou, au contraire, d'un enduit cireux, etc. Les plantes, sans préjudice de leur développement, sont capables de supporter des exposition à de basses températures (de 0 à -10°C) sont appelées résistant au froid.

Bien que la température soit un facteur environnemental important affectant les organismes vivants, son effet dépend fortement de la combinaison avec d'autres facteurs abiotiques.

Humidité.

L'humidité est un facteur abiotique important qui est déterminé par la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'atmosphère ou la lithosphère. L'eau elle-même est un composé inorganique nécessaire à la vie des organismes vivants.

L'eau dans l'atmosphère est toujours présente sous la forme l'eau des couples. La masse réelle d'eau par unité de volume d'air est appelée humidité absolue, et le pourcentage de vapeur par rapport à la quantité maximale que l'air peut contenir est humidité relative. La température est le principal facteur affectant la capacité de l'air à retenir la vapeur d'eau. Par exemple, à une température de + 27°C, l'air peut contenir deux fois plus d'humidité qu'à une température de + 16°C. Cela signifie que l'humidité absolue à 27°C est 2 fois plus élevée qu'à 16°C, tandis que l'humidité relative dans les deux cas sera égale à 100%.

L'eau, en tant que facteur écologique, est extrêmement nécessaire pour les organismes vivants, car sans elle, le métabolisme et de nombreux autres processus qui lui sont associés ne peuvent pas être effectués. Les processus métaboliques des organismes se déroulent en présence d'eau (dans des solutions aqueuses). Tous les organismes vivants sont des systèmes ouverts, par conséquent, des pertes d'eau y sont constamment observées et il est toujours nécessaire de reconstituer ses réserves. Pour une existence normale, les plantes et les animaux doivent maintenir un certain équilibre entre l'apport d'eau dans le corps et sa perte. Grandes pertes d'eau par le corps (déshydratation) conduire à une diminution de son activité vitale, et à l'avenir - à la mort. Les plantes satisfont leurs besoins en eau en raison des précipitations atmosphériques, de l'humidité de l'air et des animaux également en raison de la nourriture. La résistance des organismes à la présence ou à l'absence d'humidité dans l'environnement est différente et dépend de l'aptitude de l'espèce. À cet égard, tous les organismes terrestres sont divisés en trois groupes : hygrophile(ou qui aime l'humidité), mésophile(ou modérément hygrophile) et xérophile(ou sec-aimant). Pour les plantes et les animaux séparément, cette section ressemblera à ceci :

1) organismes hygrophiles :

- hygrophytes(les plantes);

- hygrophiles(animal);

2) organismes mésophiles :

- mésophytes(les plantes);

- mésophiles(animal);

3) organismes xérophiles :

- xérophytes(les plantes);

- xérophiles, ou hygrophiles(animaux).

L'humidité est surtout nécessaire organismes hygrophiles. Parmi les plantes, ce seront celles qui vivent sur des sols trop humides avec une humidité de l'air élevée (hygrophytes). Dans des conditions voie du milieu il s'agit notamment des plantes herbacées qui poussent dans les forêts ombragées (oxalis, fougères, violettes, larmes, etc.) et dans les lieux ouverts (souci, droséra, etc.).

Les animaux hygrophiles (hygrophiles) comprennent ceux qui sont écologiquement associés au milieu aquatique ou aux zones inondées. Ils ont besoin d'une présence constante d'une grande quantité d'humidité dans l'environnement. Ce sont des animaux des forêts tropicales humides, des marécages, des prairies humides.

Organismes mésophiles nécessitent une quantité modérée d'humidité et sont généralement associés à des conditions de chaleur modérée et bonnes conditions nutrition minérale. Ceux-ci peuvent être des plantes forestières et des plantes dans des zones ouvertes. Parmi eux, on trouve des arbres (tilleul, bouleau), des arbustes (noisette, nerprun) et encore plus de graminées (trèfle, fléole, fétuque, muguet, pain d'épices, etc.). En général, les mésophytes sont un large groupe écologique de plantes. Aux animaux mésophiles (mésophiles) appartient à la majorité des organismes qui vivent dans des conditions tempérées et subarctiques ou dans certaines régions montagneuses du pays.

Organismes xérophiles - c'est un groupe écologique assez diversifié de plantes et d'animaux qui se sont adaptés aux conditions d'existence arides par de tels moyens : limiter l'évaporation, augmenter les prélèvements d'eau et créer des réserves d'eau pour une longue période de manque d'approvisionnement en eau.

Les plantes vivant dans des conditions arides les surmontent de différentes manières. Certains n'ont pas de raccords structurels pour supporter le manque d'humidité. leur existence n'est possible dans des conditions arides que du fait qu'à un moment critique ils sont en dormance sous forme de graines (éphémérides) ou de bulbes, rhizomes, tubercules (éphémérides), passent très facilement et rapidement à la vie active et en peu de temps. période de temps dépasse complètement le cycle de développement annuel. éphémérides principalement distribué dans les déserts, semi-déserts et steppes (vernianka, rosier printanier, navet "yashok, etc.). éphéméroïdes(du grec. éphémère et ressembler à)- ce sont des plantes herbacées vivaces, principalement printanières, (laîches, céréales, tulipe, etc.).

Une catégorie très particulière de plantes qui se sont adaptées pour tolérer des conditions de sécheresse est succulentes et sclérophytes. Succulentes (du grec. juteux) sont capables d'accumuler en eux-mêmes une grande quantité d'eau et de la dépenser progressivement. Par exemple, certains cactus des déserts nord-américains peuvent contenir de 1 000 à 3 000 litres d'eau. L'eau s'accumule dans les feuilles (aloès, sedum, agave, rajeuni) ou les tiges (cactées et asclépiades).

Les animaux reçoivent de l'eau de trois manières principales : directement en buvant ou en absorbant par le tégument, avec de la nourriture et en raison du métabolisme.

De nombreuses espèces d'animaux boivent de l'eau en quantité suffisante. Par exemple, les chenilles du ver à soie du chêne chinois peuvent boire jusqu'à 500 ml d'eau. Certaines espèces d'animaux et d'oiseaux nécessitent un apport d'eau régulier. Par conséquent, ils choisissent certaines sources et les visitent régulièrement comme points d'eau. Les espèces d'oiseaux du désert volent quotidiennement vers les oasis, y boivent de l'eau et apportent de l'eau à leurs poussins.

Certaines espèces d'animaux ne consomment pas d'eau en buvant directement, peuvent l'utiliser en la suçant sur toute la surface de la peau. Chez les insectes et les larves vivant dans un sol humidifié avec de la poussière d'arbre, leurs couvertures sont perméables à l'eau. Le moloch lézard australien absorbe l'humidité des sédiments sur la peau, ce qui est extrêmement hygroscopique. De nombreux animaux tirent leur humidité des aliments juteux. Ces aliments succulents peuvent être de l'herbe, des fruits succulents, des baies, des bulbes et des tubercules de plantes. La tortue des steppes, qui vit dans les steppes d'Asie centrale, ne consomme de l'eau qu'à partir d'aliments juteux. Dans ces régions, aux endroits où l'on plante des légumes ou sur des melons, les tortues causent de gros dégâts, se nourrissant de melons, pastèques et concombres. Certains animaux prédateurs reçoivent également de l'eau en mangeant leurs proies. Ceci est typique, par exemple, du renard fennec africain.

Les espèces qui se nourrissent exclusivement d'aliments secs et qui sont incapables de consommer de l'eau l'obtiennent par métabolisme, c'est-à-dire chimiquement lors de la digestion des aliments. L'eau métabolique peut être formée dans le corps par l'oxydation des graisses et de l'amidon. C'est un moyen important d'obtenir de l'eau, en particulier pour les animaux qui habitent les déserts chauds. Ainsi, la gerbille à queue de ver se nourrit parfois uniquement de graines sèches. Des expériences sont connues lorsque la souris sylvestre nord-américaine a vécu en captivité pendant environ trois ans, ne mangeant que des grains d'orge secs.

Facteurs édaphiques.

La surface de la lithosphère terrestre est un milieu de vie distinct, caractérisé par son propre complexe de facteurs environnementaux. Ce groupe de facteurs est appelé édaphique(du grec. édaphos- sol). Les sols ont leur propre structure, composition et propriétés.

Les sols sont caractérisés par une certaine teneur en humidité, une composition mécanique, la teneur en composés organiques, inorganiques et organo-minéraux, une certaine acidité. De nombreuses propriétés du sol lui-même et la répartition des organismes vivants dans celui-ci dépendent des indicateurs.

Par exemple, certains types de plantes et d'animaux aiment les sols avec une certaine acidité, à savoir : les sphaignes, groseille sauvage, l'aulne pousse sur les sols acides et les mousses vertes des forêts poussent sur les sols neutres.

Les larves de coléoptères, les mollusques terrestres et de nombreux autres organismes réagissent également à une certaine acidité du sol.

La composition chimique du sol est très importante pour tous les organismes vivants. Pour les plantes, les plus importants sont non seulement les éléments chimiques qu'elles utilisent en grande quantité (azote, phosphore, potassium et calcium), mais aussi ceux qui sont rares (oligo-éléments). Certaines plantes accumulent sélectivement certains éléments rares. Les plantes crucifères et parapluies, par exemple, accumulent 5 à 10 fois plus de soufre dans leur corps que les autres plantes.

Contenu excessif de certains éléments chimiques dans le sol peut affecter négativement (pathologiquement) les animaux. Par exemple, dans l'une des vallées de Touva (Russie), il a été remarqué que les moutons souffraient d'une maladie spécifique, qui se manifestait par la perte de cheveux, la déformation des sabots, etc. Plus tard, il s'est avéré que dans cette vallée, il y avait une forte teneur en sélénium. Une fois dans le corps du mouton en excès, cet élément a provoqué une toxicose chronique au sélénium.

Le sol est caractérisé par son propre régime thermique. Avec l'humidité, il affecte la formation du sol, divers processus passant dans le sol (physicochimique, chimique, biochimique et biologique).

En raison de leur faible conductivité thermique, les sols sont capables de lisser les fluctuations de température avec la profondeur. À une profondeur d'un peu plus de 1 m, les fluctuations de température quotidiennes sont presque imperceptibles. Par exemple, dans le désert de Karakoum, caractérisé par un climat fortement continental, en été, lorsque la température de surface du sol atteint + 59 ° C, dans les terriers de rongeurs de gerbilles à une distance de 70 cm de l'entrée, la température était 31 ° inférieur et s'élevait à + 28 ° С. En hiver, lors d'une nuit glaciale, la température dans les terriers des gerbilles était de + 19°C.

Le sol est une combinaison unique de propriétés physico-chimiques de la surface de la lithosphère et des organismes vivants qui l'habitent. Le sol ne peut être imaginé sans organismes vivants. Pas étonnant que le géochimiste bien connu V.I. Vernadsky nommé sols corps bioinerte.

Facteurs orographiques (relief).

Le relief ne fait pas référence à des facteurs environnementaux agissant directement comme l'eau, la lumière, la chaleur, le sol. Cependant, la nature du relief dans la vie de nombreux organismes a un effet indirect.

Selon la taille des formes, on distingue plutôt conditionnellement des reliefs de plusieurs ordres : macrorelief (montagnes, plaines, dépressions intermontagnardes), mésorelief (collines, ravins, crêtes, etc.) et microrelief (petites dépressions, irrégularités, etc.). Chacun d'eux joue un rôle spécifique dans la formation d'un complexe de facteurs environnementaux pour les organismes. En particulier, le relief influence la redistribution de facteurs tels que l'humidité et la chaleur. Ainsi, même des gouttes mineures, de plusieurs dizaines de centimètres, créent des conditions d'humidité élevée. Des zones élevées, l'eau s'écoule vers les zones plus basses, où des conditions favorables pour les organismes aimant l'humidité sont créées. Les versants nord et sud ont des conditions d'éclairage et thermiques différentes. Dans des conditions montagneuses sur des zones relativement petites, des amplitudes de hauteurs importantes sont créées, ce qui conduit à la formation de divers complexes climatiques. En particulier, leurs caractéristiques typiques sont les basses températures, les vents forts, les changements de régime d'humidification, la composition gazeuse de l'air, etc.

Par exemple, avec une élévation au-dessus du niveau de la mer, la température de l'air baisse de 6 ° C tous les 1000 m.Bien que ce soit une caractéristique de la troposphère, mais en raison du relief (collines, montagnes, plateaux montagneux, etc.), terrestre les organismes peuvent se retrouver dans des conditions qui ne sont pas similaires à celles des régions voisines. Par exemple, la chaîne de montagnes volcaniques du Kilimandjaro en Afrique au pied est entourée de savanes, et plus haut sur les pentes il y a des plantations de café, de bananes, de forêts et de prairies alpines. Les sommets du Kilimandjaro sont recouverts de neige éternelle et de glaciers. Si la température de l'air au niveau de la mer est de + 30 ° C, des températures négatives apparaîtront déjà à une altitude de 5000 m. Dans les zones tempérées, une diminution de la température tous les 6 ° C correspond à un mouvement de 800 km vers les hautes latitudes.

Pression.

La pression se manifeste à la fois dans l'air et dans l'eau. Dans l'air atmosphérique, la pression change de façon saisonnière, en fonction du temps et de l'altitude. Les adaptations d'organismes qui vivent dans des conditions de basse pression et d'air raréfié en haute montagne sont particulièrement intéressantes.

Pression dans Environnement aquatique varie en fonction de la profondeur : il croît d'environ 1 atm tous les 10 m. Pour de nombreux organismes, il existe des limites au changement de pression (profondeur) auquel ils se sont adaptés. Par exemple, les poissons abyssaux (poissons des profondeurs du monde) sont capables de supporter beaucoup de pression, mais ils ne remontent jamais à la surface de la mer, car cela leur est fatal. Inversement, tous les organismes marins ne sont pas capables de s'immerger dans l'eau à de grandes profondeurs. Le cachalot, par exemple, peut plonger à une profondeur de 1 km, et les oiseaux marins peuvent plonger jusqu'à 15-20 m, où ils trouvent leur nourriture.

Les organismes vivants sur terre et dans l'environnement aquatique réagissent clairement aux changements de pression. À un moment donné, il a été noté que les poissons peuvent percevoir des changements de pression même mineurs. leur comportement change avec les changements de pression atmosphérique (par exemple, avant un orage). Au Japon, certains poissons sont spécialement élevés dans des aquariums et les changements de leur comportement sont jugés sur d'éventuels changements climatiques.

Les animaux terrestres, percevant de petits changements de pression, par leur comportement peuvent prédire des changements dans l'état du temps.

Une pression inégale, qui est le résultat d'un chauffage inégal par le soleil et d'une répartition de la chaleur à la fois dans l'eau et dans l'air atmosphérique, crée des conditions pour le mélange des masses d'eau et d'air, c'est-à-dire formation de courants. Dans certaines conditions, le courant est un puissant facteur environnemental.

Facteurs hydrologiques.

L'eau en tant que partie intégrante de l'atmosphère et de la lithosphère (y compris le sol) joue un rôle important dans la vie des organismes en tant que l'un des facteurs environnementaux, appelé humidité. Dans le même temps, l'eau à l'état liquide peut être un facteur qui forme son propre environnement - l'eau. En raison de ses propriétés, qui distinguent l'eau de tous les autres composés chimiques, à l'état liquide et libre, elle crée un complexe de conditions du milieu aquatique, ce qu'on appelle les facteurs hydrologiques.

Les caractéristiques de l'eau telles que la conductivité thermique, la fluidité, la transparence, la salinité se manifestent de différentes manières dans les masses d'eau et sont des facteurs environnementaux, appelés dans ce cas hydrologiques. Par exemple, les organismes aquatiques se sont adaptés différemment à divers degrés de salinité de l'eau. Distinguer les organismes d'eau douce et les organismes marins. Les organismes d'eau douce ne sont pas frappants par leur diversité d'espèces. Premièrement, la vie sur Terre trouve son origine dans les eaux de mer, et deuxièmement, les plans d'eau douce occupent une faible partie La surface de la terre.

Les organismes marins sont plus diversifiés et quantitativement plus nombreux. Certains d'entre eux se sont adaptés à une faible salinité et vivent dans des zones rafraichies de la mer et d'autres plans d'eau saumâtre. Chez de nombreuses espèces de ces réservoirs, une diminution de la taille corporelle est observée. Ainsi, par exemple, les valves des mollusques, des moules comestibles (Mytilus edulis) et du cœur de Lamarck (Cerastoderma lamarcki), qui vivent dans les baies de la mer Baltique avec une salinité de 2-6% o, 2-4 fois plus petites que les individus qui vivent dans la même mer, seulement à une salinité de 15% o. Le crabe Carcinus moenas est petit dans la mer Baltique, alors qu'il est beaucoup plus gros dans les lagunes et les estuaires dessalés. Oursins deviennent plus petites dans les lagunes que dans la mer. Le crustacé Artemia (Artemia salina) à une salinité de 122% o a une taille allant jusqu'à 10 mm, mais à 20% o il pousse jusqu'à 24-32 mm. La salinité peut également affecter la durée de vie. Le même Lamarck en forme de cœur dans les eaux de l'Atlantique Nord vit jusqu'à 9 ans et dans les eaux moins salées de la mer d'Azov - 5.

La température des plans d'eau est un indicateur plus constant que la température des terres. Cela est dû aux propriétés physiques de l'eau (capacité calorifique, conductivité thermique). L'amplitude des fluctuations annuelles de la température dans couches supérieures océan ne dépasse pas 10-15 ° C et dans les masses d'eau continentales - 30-35° C. Que dire des couches d'eau profondes, caractérisées par la constance du régime thermique.

Facteurs biotiques.

Les organismes qui vivent sur notre planète n'ont pas seulement besoin de conditions abiotiques pour leur vie, ils interagissent les uns avec les autres et sont souvent très dépendants les uns des autres. L'ensemble des facteurs du monde organique qui affectent les organismes directement ou indirectement sont appelés facteurs biotiques.

Les facteurs biotiques sont très divers, mais, malgré cela, ils ont aussi leur propre classification. Selon la classification la plus simple, les facteurs biotiques sont divisés en trois groupes, qui sont causés par : les plantes, les animaux et les micro-organismes.

Clements et Shelford (1939) ont proposé leur classification, qui prend en compte les formes d'interaction les plus typiques de deux organismes - co-actions. Toutes les coactions sont divisées en deux grands groupes, selon que des organismes de la même espèce ou de deux espèces différentes interagissent. Les types d'interactions d'organismes appartenant à une même espèce sont réactions homotypiques. Réactions hétérotypiques appeler les formes d'interaction de deux organismes d'espèces différentes.

Réactions homotypiques.

Parmi les interactions d'organismes d'une même espèce, on peut distinguer les co-actions (interactions) suivantes : effet de groupe, effet de masse et compétition intraspécifique.

Effet de groupe.

De nombreux organismes vivants qui peuvent vivre seuls forment des groupes. Souvent dans la nature, vous pouvez observer comment certaines espèces poussent en groupe les plantes. Cela leur donne l'opportunité d'accélérer leur croissance. Les animaux sont également réunis en groupes. Dans ces conditions, ils survivent mieux. Avec un mode de vie commun, il est plus facile pour les animaux de se défendre, de se nourrir, de protéger leur progéniture et de subir des facteurs environnementaux défavorables. Ainsi, l'effet de groupe a un impact positif sur tous les membres du groupe.

Les groupes dans lesquels les animaux sont réunis peuvent être de tailles différentes. Par exemple, les cormorans, qui forment d'énormes colonies sur la côte du Pérou, ne peuvent exister que s'il y a au moins 10 000 oiseaux dans la colonie et qu'il y a trois nids pour 1 mètre carré de territoire. On sait que pour la survie des éléphants d'Afrique, le troupeau doit être composé d'au moins 25 individus et le troupeau de rennes - de 300 à 400 têtes. Une meute de loups peut compter jusqu'à une douzaine d'individus.

De simples agrégations (temporaires ou permanentes) peuvent se transformer en regroupements complexes d'individus spécialisés qui remplissent leur fonction inhérente à ce groupe (familles d'abeilles, de fourmis ou de termites).

Effet de masse.

L'effet de masse est un phénomène qui se produit lorsqu'un espace de vie est surpeuplé. Naturellement, lorsqu'ils sont combinés en groupes, en particulier de grande taille, il existe également une certaine surpopulation, mais il existe une grande différence entre les effets de groupe et de masse. La première donne des avantages à chaque membre de l'association, tandis que l'autre, au contraire, supprime l'activité vitale de chacun, c'est-à-dire qu'elle a des conséquences négatives. Par exemple, un effet massif se manifeste lorsque les animaux vertébrés s'accumulent. Si un grand nombre de rats expérimentaux sont maintenus dans une cage, alors des actes d'agressivité se manifesteront dans leur comportement. Avec le maintien à long terme des animaux dans de telles conditions, les embryons sont absorbés chez les femelles gravides, l'agressivité augmente tellement que les rats se rongent mutuellement la queue, les oreilles et les membres.

L'effet de masse des organismes hautement organisés conduit à un état de stress. Chez une personne, cela peut provoquer des troubles mentaux et des dépressions nerveuses.

Compétition intraspécifique.

Il y a toujours une sorte de compétition entre les individus d'une même espèce pour obtenir de meilleures conditions existence. Plus la densité de population de l'un ou l'autre groupe d'organismes est élevée, plus la compétition est intense. Une telle compétition d'organismes de la même espèce entre eux pour certaines conditions d'existence est appelée compétition intraspécifique.

Effet de masse et compétition intraspécifique ne sont pas des concepts identiques. Si le premier phénomène se produit sur une période relativement un temps limité et se termine par la suite par une raréfaction du groupement (mortalité, cannibalisme, baisse de fertilité, etc.), puis la compétition intraspécifique existe en permanence et conduit in fine à une adaptation plus large de l'espèce aux conditions environnementales. L'espèce est de plus en plus respectueuse de l'environnement. En raison de la compétition intraspécifique, l'espèce elle-même est préservée et ne se détruit pas à la suite d'une telle lutte.

La compétition intraspécifique peut se manifester dans tout ce que les organismes de la même espèce peuvent revendiquer. Chez les plantes, elles poussent densément, une compétition peut se produire pour la lumière, la nutrition minérale, etc. Par exemple, un chêne, lorsqu'il pousse seul, a une couronne sphérique et s'étale assez car les branches latérales inférieures reçoivent suffisamment de lumière. Dans les plantations de chênes en forêt, les branches inférieures sont ombragées par les supérieures. Les branches qui reçoivent une lumière insuffisante meurent. Au fur et à mesure que le chêne grandit, les branches inférieures tombent rapidement et l'arbre prend la forme d'une forêt - un long tronc cylindrique et une couronne de branches au sommet de l'arbre.

Chez les animaux, il y a une compétition pour un certain territoire, de la nourriture, des lieux de nidification, etc. Il est plus facile pour les animaux mobiles d'éviter une concurrence féroce, mais cela les affecte toujours. En règle générale, ceux qui évitent la concurrence se retrouvent souvent dans des conditions défavorables, ils sont également contraints, comme les plantes (ou les espèces animales attachées), de s'adapter aux conditions dont ils doivent se contenter.

Réactions hétérotypiques.

Tableau 1.2.4. Formes d'interactions interspécifiques

	Les espèces occupent		Les espèces occupent
Forme d'interaction (co-action)	un territoire (vivre ensemble)		territoires différents (vivre séparément)
	Voir A	Vue B	Voir A	Vue B
Neutralisme
Compensalisme (type A - comensal)
Protocoopération
Mutualisme
Amensalisme (type A - amensal, type B - inhibiteur)
Prédation (espèce A - prédateur, espèce B - proie)
Concurrence

0 - l'interaction entre les espèces ne donne pas de gain et ne nuit à aucun des deux ;

L'interaction entre les espèces a des conséquences positives ; - l'interaction entre espèces a des conséquences négatives.

Neutralisme.

Le plus souvent, cette forme d'interaction se produit lorsque des organismes d'espèces différentes, occupant un territoire, ne s'affectent en aucune façon. La forêt abrite un grand nombre d'espèces et nombre d'entre elles entretiennent des relations neutres. Par exemple, un écureuil et un hérisson habitent la même forêt, mais ils ont une relation neutre, comme beaucoup d'autres organismes. Cependant, ces organismes font partie du même écosystème. Ce sont des éléments d'un tout, et donc, après une étude détaillée, on peut néanmoins trouver des connexions non pas directes, mais indirectes, plutôt subtiles et à première vue imperceptibles.

Il y a. Dans Doom, dans son écologie populaire, il donne un exemple ludique, mais très approprié de telles connexions. Il écrit qu'en Angleterre les vieilles femmes célibataires soutiennent la puissance des gardes royaux. Et le lien entre les gardes et les femmes est assez simple. Les femmes seules ont tendance à élever des chats, tandis que les chats chassent les souris. Plus il y a de chats, moins il y a de souris dans les champs. Les souris sont des ennemis des bourdons, car elles détruisent leurs terriers là où ils vivent. Moins il y a de souris, plus il y a de bourdons. Les bourdons ne sont pas connus pour être les seuls pollinisateurs du trèfle. Plus de bourdons dans les champs - plus de récolte de trèfle. Les chevaux paissent sur le trèfle et les gardes adorent manger de la viande de cheval. Derrière un tel exemple dans la nature, vous pouvez trouver de nombreuses connexions cachées entre divers organismes. Bien que dans la nature, comme le montre l'exemple, les chats ont relations neutres avec des chevaux ou des jmels, mais ils leur sont indirectement liés.

Compensalisme.

De nombreux types d'organismes entrent dans des relations qui ne profitent qu'à un côté, et l'autre n'en souffre pas et rien n'est utile. Cette forme d'interaction entre les organismes est appelée mercantilisme. Le commensalisme se manifeste souvent sous la forme de la coexistence de différents organismes. Ainsi, les insectes vivent souvent dans des terriers de mammifères ou dans des nids d'oiseaux.

Il est souvent possible d'observer un tel établissement commun, lorsque dans les nids de grands oiseaux de proie ou les cigognes sont des moineaux nicheurs. Pour les oiseaux de proie, la proximité des moineaux ne gêne pas, mais pour les moineaux eux-mêmes, c'est une protection fiable de leurs nids.

Dans la nature, il existe même une espèce qui porte ce nom - le crabe komensal. Ce petit crabe gracieux s'installe facilement dans la cavité du manteau des huîtres. De cette façon, il n'interfère pas avec le mollusque, mais il reçoit lui-même un abri, des portions d'eau fraîches et des particules nutritives qui lui parviennent avec l'eau.

Protocoopération.

La prochaine étape d'une co-action positive conjointe de deux organismes d'espèces différentes est protocoopération, dans lequel les deux espèces bénéficient de l'interaction. Naturellement, ces espèces peuvent exister séparément sans aucune perte. Cette forme d'interaction est aussi appelée coopération primaire, ou la coopération.

En mer, une telle forme d'interaction mutuellement bénéfique, mais non obligatoire, se produit lorsque les crabes et les mangeurs d'intestins sont combinés. Les anémones, par exemple, s'installent souvent sur la face dorsale des crabes, les masquant et les protégeant avec leurs pitoyables tentacules. À leur tour, les anémones reçoivent des morceaux de nourriture des crabes, qui restent de leur nourriture, et utilisent les crabes comme véhicule. Les crabes et les anémones peuvent exister librement et indépendamment dans le réservoir, mais lorsqu'ils sont à proximité, le crabe se greffe même les anémones avec une griffe.

La nidification conjointe d'oiseaux d'espèces différentes dans une même colonie (hérons et cormorans, échassiers et sternes d'espèces différentes, etc.) est également un exemple de coopération dans laquelle les deux parties bénéficient, par exemple, d'une protection contre les prédateurs.

Mutualisme.

Le mutualisme (ou symbiose obligatoire) est la prochaine étape de l'adaptation mutuellement bénéfique des différentes espèces les unes aux autres. Elle diffère de la protocoopération par sa dépendance. Si, au cours de la protocoopération, les organismes qui entrent en communication peuvent exister séparément et indépendamment les uns des autres, alors avec le mutualisme, l'existence de ces organismes séparément est impossible.

Ce type de co-action se produit souvent dans des organismes assez différents, systématiquement distants, avec des besoins différents. Un exemple de ceci serait la relation entre les bactéries fixatrices d'azote (bactéries à bulles) et les légumineuses. Les substances sécrétées par le système racinaire des légumineuses stimulent la croissance des bactéries à bulles, et les déchets des bactéries conduisent à la déformation des poils absorbants, ce qui déclenche la formation de bulles. Les bactéries ont la capacité d'assimiler l'azote atmosphérique, qui est déficient dans le sol, mais un macronutriment nécessaire pour les plantes, ce qui dans ce cas est très bénéfique pour les légumineuses.

Dans la nature, la relation entre les champignons et les racines des plantes est assez courante, on les appelle mycorhize. Le mycélium, en interaction avec les tissus racinaires, forme une sorte d'organe qui aide la plante à mieux assimiler les minéraux du sol. Les champignons reçoivent de cette interaction les produits de la photosynthèse des plantes. De nombreux types d'arbres ne peuvent pas pousser sans mycorhize, et certains types de champignons forment des mycorhizes avec les racines de certains types d'arbres (chêne et cèpes, bouleau et cèpes, etc.).

Un exemple classique de mutualisme est celui des lichens, qui combinent une relation symbiotique entre les champignons et les algues. Les liens fonctionnels et physiologiques entre eux sont si étroits qu'ils sont considérés comme un grouper organismes. Le champignon de ce système fournit à l'algue de l'eau et des sels minéraux, et l'algue, à son tour, fournit au champignon des substances organiques qu'il synthétise lui-même.

Amensalisme.

Dans l'environnement naturel, tous les organismes n'ont pas un effet positif les uns sur les autres. Il existe de nombreux cas où, pour assurer ses fonctions vitales, une espèce nuit à une autre. Cette forme de co-action, dans laquelle un type d'organisme supprime la croissance et la reproduction d'un organisme d'un autre type, sans rien perdre, porte le nom amensalisme (antibiose). Le type déprimé dans une paire qui interagit est appelé amensalom, et celui qui supprime - inhibiteur.

L'amensalisme est mieux étudié chez les plantes. Au cours de la vie, les plantes libèrent dans l'environnement des substances chimiques qui sont des facteurs d'influence sur d'autres organismes. En ce qui concerne les plantes, l'amensalisme a son propre nom - allélopathie. On sait qu'en raison de la libération de substances toxiques par les racines, le volokhatenky neuyviter déplace d'autres plantes annuelles et forme des fourrés monospécifiques continus sur de grandes surfaces. Dans les champs, l'agropyre et d'autres mauvaises herbes déplacent ou suppriment les cultures. Le noyer et le chêne oppriment la végétation herbacée sous leurs cimes.

Les plantes peuvent sécréter des substances alélopathiques non seulement par les racines, mais aussi partie aérienne ton corps. Les substances alélopathiques volatiles libérées dans l'air par les plantes sont appelées phytoncides. Fondamentalement, ils ont un effet destructeur sur les micro-organismes. Tout le monde est bien conscient de l'effet prophylactique antimicrobien de l'ail, des oignons, du raifort. De nombreux phytoncides sont produits par les conifères. Un hectare de plantations de genévrier commun par an produit plus de 30 kg de phytoncides. Les conifères sont souvent utilisés dans les colonies pour créer des zones de protection sanitaire autour de diverses industries, ce qui aide à purifier l'air.

Les phytoncides affectent négativement non seulement les micro-organismes, mais aussi les animaux. Dans la vie de tous les jours, diverses plantes ont longtemps été utilisées pour lutter contre les insectes. Ainsi, la baglitsa et la lavande sont de bons remèdes pour lutter contre les mites.

L'antibiose est également connue chez les micro-organismes. Il a été découvert pour la première fois par Wo. Babesh (1885) et redécouvert par A. Fleming (1929). Il a été démontré que les champignons Penicillus sécrètent une substance (pénicilline) qui inhibe la croissance bactérienne. Il est bien connu que certaines bactéries lactiques oxydent leur environnement de sorte que les bactéries putréfiantes ne peuvent y exister, ce qui nécessite un environnement alcalin ou neutre. Les produits chimiques alélopathiques dans les micro-organismes sont connus sous le nom de antibiotiques. Plus de 4 000 antibiotiques ont déjà été décrits, mais seulement environ 60 de leurs variétés sont largement utilisées dans la pratique médicale.

La protection des animaux contre les ennemis peut également être assurée au moyen de la libération de substances qui ont mauvaise odeur(par exemple, parmi les reptiles - tortues, serpents ; oiseaux - poussins de huppes ; mammifères - mouffettes, furets).

Prédation.

Le vol au sens le plus large de ce mot est une méthode d'obtention de nourriture et de nutrition pour les animaux (parfois les plantes), dans laquelle ils attrapent, tuent et mangent d'autres animaux. Parfois, ce terme est compris comme toute consommation de certains organismes par d'autres, c'est-à-dire relations entre les organismes dans lesquels certains utilisent d'autres comme nourriture. Avec cette compréhension, le lièvre est un prédateur par rapport à l'herbe qu'il consomme. Mais nous utiliserons une compréhension plus étroite de la prédation, dans laquelle un organisme se nourrit d'un autre, qui est proche du premier de manière systématique (par exemple, les insectes qui se nourrissent d'insectes ; les poissons qui se nourrissent de poissons ; les oiseaux qui se nourrissent de reptiles, oiseaux et mammifères; mammifères qui se nourrissent d'oiseaux et de mammifères). Un cas extrême de prédation, dans lequel une espèce se nourrit d'organismes de sa propre espèce, porte le nom cannibalisme.

Parfois, un prédateur sélectionne une proie en quantité telle qu'elle n'affecte pas négativement la taille de sa population. Par cela, le prédateur contribue à un meilleur état de la population de proies, qui, de plus, s'est déjà adaptée à la presse du prédateur. La fertilité des populations de proies est supérieure à ce qui est requis pour le maintien normal de son nombre. Au sens figuré, la population de proies prend en compte ce que le prédateur doit sélectionner.

Compétition inter-espèces.

Entre organismes d'espèces différentes, ainsi qu'entre organismes d'une même espèce, des interactions surviennent, grâce auxquelles ils tentent d'obtenir la même ressource. De telles coactions entre différentes espèces sont appelées compétition interspécifique. En d'autres termes, on peut dire que la compétition interspécifique est toute interaction entre des populations d'espèces différentes qui affecte négativement leur croissance et leur survie.

Les conséquences d'une telle compétition peuvent être le déplacement d'un organisme par un autre à partir d'un certain système écologique (principe d'exclusion compétitive). Dans le même temps, la compétition contribue à l'émergence de nombreuses adaptations dans le processus de sélection, ce qui conduit à une variété d'espèces qui existent dans une communauté ou une région particulière.

L'interaction compétitive peut être liée à l'espace, à la nourriture ou aux nutriments, à la lumière et à de nombreux autres facteurs. La compétition interspécifique, selon son fondement, peut conduire soit à l'établissement d'un équilibre entre les deux espèces, soit, dans le cas d'une compétition plus sévère, au remplacement d'une population d'une espèce par une population d'une autre. De plus, le résultat de la compétition peut être tel qu'une espèce en déplace une autre vers un autre endroit ou la force à se déplacer vers d'autres ressources.

introduction

Chaque jour, vous êtes pressé pour affaires, marchant dans la rue, grelottant de froid ou transpirant de chaleur. Et après une journée de travail, vous allez au magasin et achetez de la nourriture. En sortant du magasin, arrêtez précipitamment un minibus qui passe et descendez impuissant au siège libre le plus proche. Pour beaucoup, c'est un mode de vie familier, n'est-ce pas ? Avez-vous déjà pensé à la façon dont la vie se passe du point de vue de l'écologie? L'existence de l'homme, des plantes et des animaux n'est possible que par leur interaction. Cela ne se passe pas sans l'influence de la nature inanimée. Chacun de ces types d'exposition a sa propre désignation. Il n'y a donc que trois types d'impacts environnementaux. Ce sont des facteurs anthropiques, biotiques et abiotiques. Jetons un coup d'œil à chacun d'eux et à leur impact sur la nature.

1. Facteurs anthropiques- influence sur la nature de toutes les formes d'activité humaine

Lorsque ce terme est mentionné, aucune pensée positive ne vient à l'esprit. Même lorsque les gens font quelque chose de bien pour les animaux et les plantes, cela est dû aux conséquences du mal fait précédemment (par exemple, le braconnage).

Facteurs anthropiques (exemples) :

• Assécher les marécages.
• Fertilisation des champs avec des pesticides.
• Braconnage.
• Déchets industriels (photo).

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Comme vous pouvez le voir, fondamentalement, les humains ne font que nuire à l'environnement. Et en raison de la croissance économique et production industrielle même les mesures environnementales mises en place par de rares bénévoles (création de réserves naturelles, rallyes environnementaux) n'aident plus.

2. Facteurs biotiques - l'influence de la faune sur une variété d'organismes

En termes simples, il s'agit de l'interaction des plantes et des animaux entre eux. Il peut être positif ou négatif. Il existe plusieurs types de telles interactions :

1. Compétition - ces relations entre des individus de la même espèce ou d'espèces différentes, dans lesquelles l'utilisation d'une certaine ressource par l'un d'entre eux réduit sa disponibilité pour les autres. En général, en compétition, les animaux ou les plantes se battent entre eux pour leur morceau de pain.

2. Mutualisme - une telle relation dans laquelle chacune des espèces reçoit un certain avantage. Autrement dit, lorsque les plantes et/ou les animaux se complètent harmonieusement.

3. Le commensalisme est une forme de symbiose entre des organismes d'espèces différentes, dans laquelle l'un d'eux utilise l'habitation ou l'organisme de l'hôte comme lieu d'établissement et peut manger les restes de nourriture ou les produits de son activité vitale. Dans le même temps, il n'apporte aucun préjudice ou avantage au propriétaire. En général, un petit ajout discret.

Facteurs biotiques (exemples) :

Coexistence de poissons et de polypes coralliens, de protozoaires flagellés et d'insectes, d'arbres et d'oiseaux (par exemple, les pics), d'étourneaux et de rhinocéros.

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Malgré le fait que les facteurs biotiques puissent être nocifs pour les animaux, les plantes et les humains, ils présentent également de très grands avantages.

3. Facteurs abiotiques - l'impact de la nature inanimée sur divers organismes

Oui, et la nature inanimée joue également un rôle important dans les processus de vie des animaux, des plantes et des humains. Le facteur abiotique le plus important est peut-être la météo.

Facteurs abiotiques : exemples

Les facteurs abiotiques sont la température, l'humidité, l'éclairage, la salinité de l'eau et du sol, ainsi que l'air et sa composition gazeuse.

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Les facteurs abiotiques peuvent nuire aux animaux, aux plantes et aux humains, mais ils leur profitent néanmoins principalement

Résultat

Le seul facteur qui ne profite à personne est anthropique. Oui, il n'apporte rien de bon non plus à une personne, bien qu'il soit sûr qu'il change la nature pour son propre bien, et ne pense pas à ce que ce « bien » deviendra pour lui et ses descendants dans dix ans. L'homme a déjà complètement détruit de nombreuses espèces animales et végétales qui avaient leur place dans l'écosystème mondial. La biosphère de la Terre est comme un film, dans lequel il n'y a pas de rôles secondaires, tous sont les principaux. Imaginez maintenant que certains d'entre eux ont été supprimés. Que va-t-il se passer dans le film ? C'est la même nature : si le moindre grain de sable disparaît, le grand édifice de la Vie s'effondrera.

introduction

Les facteurs environnementaux abiotiques sont des composants et des phénomènes de nature inorganique et inanimée, affectant directement ou indirectement les organismes vivants. Naturellement, ces facteurs agissent simultanément et signifient que tous les organismes vivants tombent sous leur influence. Le degré de présence ou d'absence de chacun d'eux affecte significativement la viabilité des organismes, et il n'en est pas de même pour leurs différentes espèces. Il est à noter que cela a un effet très fort sur l'ensemble de l'écosystème dans son ensemble, sur sa durabilité.

Les facteurs environnementaux, à la fois individuellement et en combinaison, lorsqu'ils sont exposés à des organismes vivants, les font changer, s'adapter à ces facteurs. Cette capacité est appelée valence écologique ou plasticité. La plasticité, ou valence écologique, de chaque espèce est différente et a un effet différent sur la capacité des organismes vivants à survivre sous des facteurs environnementaux changeants. Si les organismes non seulement s'adaptent aux facteurs biotiques, mais peuvent également agir sur eux, en changeant d'autres organismes vivants, alors avec les facteurs environnementaux abiotiques, cela est impossible : le corps peut s'y adapter, mais n'est pas capable d'exercer un effet inverse significatif sur eux.

Les facteurs environnementaux abiotiques sont des conditions qui ne sont pas directement liées à l'activité vitale des organismes. Les facteurs abiotiques les plus importants comprennent la température, la lumière, l'eau, la composition des gaz atmosphériques, la structure du sol, la composition des éléments biogéniques qu'il contient, le terrain, etc. Ces facteurs peuvent affecter les organismes à la fois directement, par exemple, la lumière ou la chaleur, et indirectement, par exemple, le terrain, qui détermine l'action de facteurs directs, la lumière, le vent, l'humidité, etc. Plus récemment, l'influence des changements de l'activité solaire sur les processus biosphériques a été découvert.

Les principaux facteurs abiotiques et leurs caractéristiques

Parmi les facteurs abiotiques figurent :

1. Climatique (influence de la température, de la lumière et de l'humidité) ;

2. Géologique (tremblement de terre, éruption volcanique, mouvement des glaciers, coulées de boue et avalanches, etc.) ;

3. Orographique (caractéristiques du terrain où vivent les organismes étudiés).

Considérons l'action des principaux facteurs abiotiques à action directe : la lumière, la température et la présence d'eau. La température, la lumière et l'humidité sont les facteurs environnementaux les plus importants. Ces facteurs évoluent naturellement aussi bien au cours de l'année que de la journée, et en lien avec le zonage géographique. Les organismes présentent une nature zonale et saisonnière d'adaptation à ces facteurs.

La lumière comme facteur environnemental

Le rayonnement solaire est la principale source d'énergie pour tous les processus qui se produisent sur Terre. Dans le spectre du rayonnement solaire, on peut distinguer trois zones qui diffèrent par leur effet biologique : ultraviolet, visible et infrarouge. Les rayons ultraviolets d'une longueur d'onde inférieure à 0,290 micron sont néfastes pour tous les êtres vivants, mais ils sont piégés par la couche d'ozone de l'atmosphère. Seule une petite fraction des rayons ultraviolets plus longs (0,300 - 0,400 microns) atteint la surface de la Terre. Ils représentent environ 10 % de l'énergie rayonnante. Ces rayons sont très réactifs - à fortes doses, ils peuvent endommager les organismes vivants. En petite quantité, cependant, ils sont nécessaires, par exemple, pour l'homme : sous l'influence de ces rayons, de la vitamine D se forme dans le corps humain, et les insectes distinguent visuellement ces rayons, c'est-à-dire vu en lumière ultraviolette. Ils peuvent être guidés par la lumière polarisée.

Les rayons visibles d'une longueur d'onde de 0,400 à 0,750 micron (ils représentent la majeure partie de l'énergie - 45% - du rayonnement solaire), atteignant la surface de la Terre, sont particulièrement importants pour les organismes. Grâce à ce rayonnement, les plantes vertes synthétisent de la matière organique (réalisent la photosynthèse), que tous les autres organismes utilisent pour se nourrir. Pour la plupart des plantes et des animaux, la lumière visible est l'un des facteurs environnementaux importants, bien qu'il y en ait pour certains pour lesquels la lumière n'est pas un préalable l'existence (types d'adaptation du sol, des grottes et des grands fonds à la vie dans l'obscurité). La plupart des animaux sont capables de distinguer la composition spectrale de la lumière - d'avoir une vision des couleurs, et chez les plantes, les fleurs sont de couleurs vives pour attirer les insectes pollinisateurs.

L'œil humain ne perçoit pas les rayons infrarouges d'une longueur d'onde supérieure à 0,750 micron, mais ils sont une source d'énergie thermique (45 % de l'énergie rayonnante). Ces rayons sont absorbés par les tissus des animaux et des plantes, à la suite de quoi les tissus sont chauffés. De nombreux animaux à sang froid (lézards, serpents, insectes) utilisent la lumière du soleil pour augmenter leur température corporelle (certains serpents et lézards sont écologiquement des animaux à sang chaud). Les conditions lumineuses associées à la rotation de la Terre ont une périodicité quotidienne et saisonnière distincte. Presque tous les processus physiologiques chez les plantes et les animaux ont un rythme diurne avec un maximum et un minimum à certaines heures : par exemple, à certaines heures de la journée, une fleur des plantes s'ouvre et se ferme, et les animaux ont développé des adaptations à la vie nocturne et diurne. La durée du jour (ou photopériode) est d'une grande importance dans la vie des plantes et des animaux.

Les plantes, selon les conditions de vie, s'adaptent à l'ombre - plantes tolérantes à l'ombre ou, au contraire, au soleil - plantes aimant la lumière (par exemple, les céréales). Cependant, un fort soleil brillant (luminosité supérieure à l'optimum) inhibe la photosynthèse, il est donc difficile d'obtenir un rendement élevé de cultures riches en protéines sous les tropiques. Dans les zones tempérées (au-dessus et au-dessous de l'équateur), le cycle de développement des plantes et des animaux est limité aux saisons de l'année: la préparation à un changement des conditions de température est effectuée sur la base d'un signal - un changement de la longueur de la journée, qui à un certain moment de l'année dans un lieu donné est toujours le même. À la suite de ce signal, des processus physiologiques sont activés, entraînant la croissance, la floraison des plantes au printemps, la fructification en été et la chute des feuilles en automne ; chez les animaux - mue, accumulation de graisse, migration, reproduction chez les oiseaux et les mammifères, début du stade de dormance chez les insectes. Les animaux perçoivent les changements dans la durée du jour à l'aide de leurs organes de vision. Et les plantes - à l'aide de pigments spéciaux situés dans les feuilles des plantes. Les irritations sont perçues à l'aide de récepteurs, à la suite desquelles un certain nombre de réactions biochimiques se produisent (activation d'enzymes ou libération d'hormones), puis des réactions physiologiques ou comportementales se manifestent.

L'étude du photopériodisme des plantes et des animaux a montré que la réaction des organismes à la lumière ne repose pas simplement sur la quantité de lumière reçue, mais sur l'alternance de périodes de lumière et d'obscurité d'une certaine durée au cours de la journée. Les organismes sont capables de mesurer le temps, c'est-à-dire avoir une "horloge biologique" - de l'unicellulaire à l'homme. L'« horloge biologique » est également régie par des cycles saisonniers et d'autres phénomènes biologiques. L'«horloge biologique» détermine le rythme quotidien de l'activité des organismes entiers et des processus qui se produisent même au niveau des cellules, en particulier la division cellulaire.

La température comme facteur environnemental

Tous les processus chimiques dans le corps dépendent de la température. Les changements des conditions thermiques, souvent observés dans la nature, affectent profondément la croissance, le développement et d'autres manifestations de l'activité vitale des animaux et des plantes. Distinguer les organismes à température corporelle variable - poïkilotherme et les organismes à température corporelle constante - homéotherme. Les animaux poikilothermes dépendent entièrement de la température ambiante, tandis que les animaux homéothermes sont capables de maintenir une température corporelle constante quels que soient les changements de température ambiante. L'écrasante majorité des plantes et animaux terrestres en état de vie active ne tolèrent pas les températures négatives et meurent. La limite supérieure de température de vie n'est pas la même pour différentes espèces - rarement au-dessus de 40-45 o C. Certaines cyanobactéries et bactéries vivent à des températures de 70-90 o C, certains mollusques peuvent vivre dans des sources chaudes (jusqu'à 53 o C) . Pour la plupart des animaux et des plantes terrestres, les conditions de température optimales fluctuent dans des limites assez étroites (15-30 o C). Le seuil supérieur de la température de la vie est déterminé par la température de coagulation des protéines, car la coagulation irréversible des protéines (violation de la structure des protéines) se produit à une température d'environ 60 o C.

Les organismes poïkilothermes en cours d'évolution ont développé diverses adaptations aux conditions changeantes de température de l'environnement. La principale source d'énergie thermique chez les animaux poïkilothermes est la chaleur externe. Les organismes poïkilothermes ont développé diverses adaptations aux basses températures. Certains animaux, par exemple les poissons arctiques, vivant constamment à une température de -1,8 °C, contiennent des substances (glycoprotéines) dans le liquide tissulaire qui empêchent la formation de cristaux de glace dans le corps; les insectes accumulent de la glycérine à ces fins. D'autres animaux, au contraire, augmentent la production de chaleur du corps en raison de la contraction active des muscles - ils augmentent ainsi la température corporelle de plusieurs degrés. D'autres encore régulent leur échange thermique grâce à l'échange de chaleur entre les vaisseaux de l'appareil circulatoire : les vaisseaux sortant des muscles sont en contact étroit avec les vaisseaux venant de la peau et transportant du sang refroidi (ce phénomène est caractéristique des poissons d'eau froide ). Le comportement adaptatif se manifeste par le fait que de nombreux insectes, reptiles et amphibiens choisissent des endroits au soleil pour se chauffer ou changent de position pour augmenter la surface de chauffe.

Chez un certain nombre d'animaux à sang froid, la température corporelle peut changer en fonction de l'état physiologique : par exemple, chez les insectes volants, la température interne du corps peut augmenter de 10 à 12 o C ou plus en raison d'un travail musculaire accru. Les insectes sociaux, en particulier les abeilles, ont développé un moyen efficace de maintenir la température grâce à la thermorégulation collective (la ruche peut maintenir une température de 34-35 o C, ce qui est nécessaire au développement des larves).

Les animaux poïkilothermes sont capables de s'adapter à des températures élevées. Cela se produit également de différentes manières : un transfert de chaleur peut se produire en raison de l'évaporation de l'humidité de la surface du corps ou de la membrane muqueuse des voies respiratoires supérieures, ainsi qu'en raison de la régulation vasculaire sous-cutanée (par exemple, chez les lézards, le le débit sanguin à travers les vaisseaux de la peau augmente avec l'augmentation de la température).

La thermorégulation la plus parfaite est observée chez les oiseaux et les mammifères - les animaux homéothermes. Au cours de l'évolution, ils ont acquis la capacité de maintenir une température corporelle constante grâce à la présence d'un cœur à quatre chambres et d'un arc aortique, ce qui garantissait une séparation complète des flux sanguins artériel et veineux; métabolisme élevé; plume ou racine des cheveux; régulation du transfert de chaleur; un système nerveux bien développé a acquis la capacité de vivre une vie active à différentes températures. Chez la plupart des oiseaux, la température corporelle est légèrement supérieure à 40 o C, tandis que chez les mammifères, elle est légèrement inférieure. La capacité de thermorégulation, mais aussi le comportement adaptatif, la construction d'abris et de nids spéciaux, le choix d'un endroit avec une température plus favorable, etc. sont d'une grande importance pour les animaux. Ils sont également capables de s'adapter aux basses températures de plusieurs manières : en plus des plumes ou des poils, les animaux à sang chaud utilisent des tremblements (micro-contractions des muscles extérieurement immobiles) pour réduire les pertes de chaleur ; l'oxydation du tissu adipeux brun chez les mammifères génère une énergie supplémentaire qui soutient le métabolisme.

L'adaptation des animaux à sang chaud aux températures élevées est à bien des égards similaire à celle des animaux à sang froid - transpiration et évaporation de l'eau de la membrane muqueuse de la bouche et des voies respiratoires supérieures, chez les oiseaux - seule cette dernière méthode, car ils ne pas avoir de glandes sudoripares; expansion des vaisseaux sanguins situés près de la surface de la peau, ce qui améliore le transfert de chaleur (chez les oiseaux, ce processus a lieu dans les parties du corps non emplumées, par exemple à travers la crête). La température, ainsi que le régime lumineux dont elle dépend, évolue naturellement tout au long de l'année et en relation avec la latitude géographique. Par conséquent, toutes les adaptations sont plus importantes pour vivre à des températures inférieures à zéro.

L'eau comme facteur environnemental

L'eau joue un rôle exceptionnel dans la vie de tout organisme, puisqu'elle est un composant structurel de la cellule (l'eau représente 60 à 80 % de la masse cellulaire). La valeur de l'eau dans la vie d'une cellule est déterminée par ses propriétés physico-chimiques. En raison de la polarité, une molécule d'eau est capable d'être attirée par n'importe quelle autre molécule, formant des hydrates, c'est-à-dire est un solvant. De nombreuses réactions chimiques ne peuvent avoir lieu qu'en présence d'eau. L'eau est un « tampon thermique » dans les systèmes vivants, absorbant la chaleur pendant la transition d'un état liquide à un état gazeux, protégeant ainsi les structures cellulaires instables des dommages lors d'une libération à court terme d'énergie thermique. Par conséquent, il produit un effet rafraîchissant lorsqu'il s'évapore de la surface et régule la température corporelle. Les propriétés de conduction thermique de l'eau déterminent son rôle de premier plan en tant que thermostat climatique dans la nature. L'eau se réchauffe lentement et se refroidit lentement : en été et pendant la journée, l'eau des mers des océans et des lacs se réchauffe, et la nuit et en hiver elle se refroidit aussi lentement. Il y a un échange constant entre l'eau et l'air gaz carbonique... De plus, l'eau remplit une fonction de transport, déplaçant les substances du sol de haut en bas et inversement. Le rôle de l'humidité pour les organismes terrestres est dû au fait que les précipitations sont inégalement réparties à la surface de la terre tout au long de l'année. Dans les régions arides (steppes, déserts), les plantes s'approvisionnent en eau à l'aide d'un système racinaire très développé, parfois de très longues racines (dans les épines de chameau - jusqu'à 16 m), atteignant la couche humide. La pression osmotique élevée de la sève cellulaire (jusqu'à 60-80 atm), qui augmente le pouvoir de succion des racines, contribue à la rétention d'eau dans les tissus. Par temps sec, les plantes réduisent l'évaporation de l'eau : chez les plantes du désert, les tissus de la couverture foliaire s'épaississent ou une couche cireuse ou une pubescence dense se développe à la surface des feuilles. Un certain nombre de plantes obtiennent une diminution de l'humidité en réduisant le limbe des feuilles (les feuilles se transforment en épines, souvent les plantes perdent complètement leurs feuilles - saxaul, tamaris, etc.).

En fonction des exigences du régime hydrique, les groupes écologiques suivants sont distingués parmi les plantes:

Les hydratophytes sont des plantes vivant en permanence dans l'eau ;

Les hydrophytes sont des plantes partiellement immergées dans l'eau ;

Les hélofites sont des plantes des marais ;

Les hygrophytes sont des plantes terrestres qui vivent dans des endroits excessivement humides ;

Mésophytes - préfèrent une humidité modérée;

Les xérophytes sont des plantes adaptées à un manque constant d'humidité ; parmi les xérophytes il y a :

Succulentes - accumulent de l'eau dans les tissus de leur corps (juteux);

Sclérophytes - perdre une quantité importante d'eau.

De nombreux animaux du désert peuvent se passer d'eau potable ; certains peuvent courir vite et longtemps, effectuant de longues migrations vers un point d'eau (saïgas, antilopes, chameaux, etc.) ; certains animaux extraient l'eau des aliments (insectes, reptiles, rongeurs). Graisse corporelle Les animaux du désert peuvent servir en quelque sorte de réserve d'eau dans l'organisme : lorsque la graisse est oxydée, de l'eau se forme (dépôts de graisse dans la bosse des chameaux ou dépôts de graisse sous-cutanée chez les rongeurs). Les couvertures cutanées à faible perméabilité (par exemple, chez les reptiles) protègent les animaux de la perte d'humidité. De nombreux animaux sont nocturnes ou se cachent dans des terriers, évitant l'effet drainant d'une faible humidité et d'une surchauffe. Dans des conditions de sécheresse périodique, un certain nombre de plantes et d'animaux entrent dans un état de dormance physiologique - les plantes cessent de croître et perdent leurs feuilles, les animaux entrent en hibernation. Ces processus s'accompagnent d'une diminution du métabolisme pendant la période sèche.

abiotique nature biosphère solaire

Littérature

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Facteurs abiotiques

Facteurs abiotiques - facteurs de nature inanimée, de nature physique et chimique. Ceux-ci comprennent : la lumière, la température, l'humidité, la pression, la salinité (en particulier dans le milieu aquatique), la composition minérale (dans le sol, dans le sol des réservoirs), le mouvement des masses d'air (vent), le mouvement des masses d'eau (courants), etc. La combinaison de divers facteurs abiotiques détermine la répartition des espèces d'organismes dans différentes régions du globe. Tout le monde sait qu'une espèce biologique particulière ne se trouve pas partout, mais dans des zones où il existe des conditions nécessaires à son existence. Ceci explique notamment le confinement géographique différents typesà la surface de notre planète.

Comme indiqué ci-dessus, l'existence d'une espèce particulière dépend d'une combinaison de nombreux facteurs abiotiques différents. De plus, pour chaque espèce, l'importance des facteurs individuels, ainsi que leur combinaison, est très spécifique.

La lumière est la chose la plus importante pour tous les organismes vivants. D'abord parce qu'elle est pratiquement la seule source d'énergie pour tous les êtres vivants. Les organismes autotrophes (photosynthétiques) - cyanobactéries, plantes, convertissant l'énergie de la lumière du soleil en énergie de liaisons chimiques (en train de synthétiser des substances organiques à partir de substances minérales), assurent leur existence. Mais en plus, les substances organiques créées par eux servent (sous forme de nourriture) de source d'énergie pour tous les hétérotrophes. Deuxièmement, la lumière joue un rôle important en tant que facteur régulant le mode de vie, le comportement et les processus physiologiques des organismes. Considérez un exemple aussi bien connu que la chute automnale du feuillage des arbres. La diminution progressive des heures d'ensoleillement déclenche un processus complexe de restructuration physiologique des plantes à la veille d'une longue période hivernale.

Les changements d'heures d'ensoleillement tout au long de l'année sont d'une grande importance pour les animaux de la zone tempérée. La saisonnalité détermine la reproduction de nombre de leurs espèces, le changement de plumage et de fourrure, les cornes chez les ongulés, les métamorphoses chez les insectes, la migration des poissons, les oiseaux.

La température n'est pas un facteur abiotique moins important que la lumière. La plupart des créatures vivantes ne peuvent vivre que dans la plage de –50 à +50 ° C. Et principalement dans les habitats des organismes sur Terre, on note des températures qui ne dépassent pas ces limites. Cependant, il existe des espèces qui se sont adaptées à l'existence à des températures très élevées ou très basses. Ainsi, certaines bactéries, les ascaris peuvent vivre dans des sources chaudes avec des températures allant jusqu'à +85°C. Dans les conditions de l'Arctique et de l'Antarctique, il existe différents types d'animaux à sang chaud - ours polaires, pingouins.

La température en tant que facteur abiotique peut affecter de manière significative le taux de développement, l'activité physiologique des organismes vivants, car elle est soumise à des fluctuations quotidiennes et saisonnières.

D'autres facteurs abiotiques ne sont pas moins importants, mais à des degrés divers pour différents groupes d'organismes vivants. Ainsi, pour toutes les espèces terrestres, l'humidité joue un rôle important, et pour les espèces aquatiques, la salinité. La faune et la flore des îles des océans et des mers sont fortement influencées par le vent. Pour les habitants du sol, sa structure est importante, c'est-à-dire la taille des particules de sol.

Facteurs biotiques et anthropiques

Facteurs biotiques(facteurs de la nature vivante) représentent diverses formes d'interactions entre des organismes d'une ou de différentes espèces.

La relation entre les organismes d'une même espèce ont plus souvent du caractère concurrence, et assez pointu. Cela est dû à leurs besoins identiques - pour la nourriture, l'espace territorial, la lumière (pour les plantes), dans les lieux de nidification (pour les oiseaux), etc.

Souvent, dans la relation d'individus de la même espèce, et la coopération... Le mode de vie grégaire, grégaire de nombreux animaux (ongulés, phoques, singes) leur permet de se défendre avec succès contre les prédateurs et d'assurer la survie de leurs petits. Les loups en sont un exemple curieux. Au cours de l'année, ils ont observé une évolution des relations concurrentielles vers des relations coopératives. Au printemps-été, les loups vivent en couple (mâle et femelle), élèvent leur progéniture. De plus, chaque couple occupe un certain territoire de chasse, qui lui fournit sa nourriture. Il y a une concurrence territoriale féroce entre les couples. En hiver, les loups se rassemblent en bandes et chassent ensemble, et en Meute de loups une structure « sociale » assez complexe se dessine. Le passage de la compétition à la coopération est dû ici au fait qu'en période estivale les proies sont nombreuses (petits animaux), et en hiver seuls les gros animaux sont disponibles (élans, cerfs, sangliers). Le loup ne peut pas y faire face seul, alors un troupeau est formé pour une chasse commune réussie.

La relation entre les organismes de différentes espèces très diversifiée. Ceux qui ont des besoins similaires (pour la nourriture, les lieux de nidification), il est observé concurrence... Par exemple, entre les rats gris et noirs, le cafard rouge et le noir. Pas très souvent, mais entre les deux différentes sortes prend forme la coopération comme un marché aux oiseaux. De nombreux oiseaux de petites espèces sont les premiers à remarquer le danger, l'approche d'un prédateur. Ils tirent la sonnette d'alarme, et les grands espèce forte(par exemple, les goélands argentés) attaquent activement le prédateur (le renard arctique) et le chassent, protégeant à la fois leurs nids et ceux des petits oiseaux.

Largement répandu dans les relations entre espèces prédation. Dans ce cas, le prédateur tue la victime et la mange entièrement. L'herbivorie est étroitement liée à cette méthode: ici, les individus d'une espèce mangent également des représentants d'une autre (parfois, cependant, ne mangeant pas complètement la plante, mais seulement partiellement).

À commensalisme Le symbiote profite de la cohabitation, et le propriétaire n'est pas lésé, mais il ne reçoit aucun avantage. Par exemple, un poisson pilote (kommensal), vivant près d'un grand requin (propriétaire), a un protecteur fiable et la nourriture lui tombe de la table du propriétaire. Le requin ne remarque tout simplement pas son "freeloader". Le commensalisme est largement observé chez les animaux menant un mode de vie attaché - éponges, coelentérés (Fig. 1).

Riz. 1.Anémones sur un évier occupé par un bernard-l'ermite

Les larves de ces animaux se déposent sur la carapace des crabes, la carapace des mollusques, et les organismes adultes développés utilisent l'hôte comme « véhicule ».

Relation mutualiste se caractérisent par un bénéfice mutuel tant pour le mutualiste que pour le propriétaire. Des exemples bien connus en sont les bactéries intestinales chez l'homme ("fournissant" les vitamines nécessaires à leur hôte); bactéries nodulaires - fixateurs d'azote - vivant dans les racines des plantes, etc.

Enfin, deux espèces existant sur le même territoire (« voisines ») ne peuvent interagir en aucune façon. Dans ce cas, ils parlent de neutralisme, l'absence de toute relation d'espèces.

Facteurs anthropiques - facteurs (affectant les organismes vivants et systèmes écologiques) résultant de l'activité humaine.

La lumière fait partie des principaux facteurs de l'environnement extérieur. Sans lumière, l'activité photosynthétique des plantes est impossible, et sans cette dernière, la vie en général est impensable, puisque les plantes vertes ont la capacité de produire l'oxygène nécessaire à tous les êtres vivants. De plus, la lumière est la seule source de chaleur sur la planète Terre. Il a un effet direct sur les processus chimiques et physiques se produisant dans les organismes, affecte le métabolisme.

De nombreuses caractéristiques morphologiques et comportementales de divers organismes sont associées à l'exposition à la lumière. L'activité de certains organes internes des animaux est également étroitement liée à l'éclairage. Le comportement des animaux, comme les vols saisonniers, la ponte, la parade nuptiale des femelles, le rut printanier, est lié à la durée de la journée.

En écologie, le terme « lumière » fait référence à toute la gamme de rayonnement solaire atteignant la surface de la terre. Le spectre de la distribution de l'énergie de rayonnement du Soleil en dehors de l'atmosphère terrestre montre qu'environ la moitié de l'énergie solaire est émise dans le domaine infrarouge, 40% - dans le visible et 10% - dans les domaines ultraviolet et X .

Pour la matière vivante, les signes qualitatifs de la lumière sont importants - longueur d'onde, intensité et durée d'exposition. Faites la distinction entre le rayonnement ultraviolet proche (400-200 nm) et lointain, ou le vide (200-10 nm). Sources de rayonnement ultraviolet - plasma à haute température, électrons accélérés, certains lasers, Soleil, étoiles, etc. L'effet biologique du rayonnement ultraviolet est dû aux modifications chimiques des molécules des cellules vivantes qui les absorbent, principalement des molécules acides nucléiques(ADN et ARN) et des protéines, et s'exprime dans les troubles de la division, les mutations et la mort cellulaire.

Partie rayons de soleil, ayant franchi une distance énorme, atteint la surface de la Terre, l'éclaire et la chauffe. On estime que notre planète reçoit environ un deux milliardième partie de l'énergie solaire, et de cette quantité, seulement 0,1-0,2% est utilisé par les plantes vertes pour créer matière organique... Chaque mètre carré de la planète reçoit en moyenne 1,3 kW d'énergie solaire. Il suffirait de faire fonctionner une bouilloire électrique ou un fer à repasser.

Les conditions d'éclairage jouent un rôle exceptionnel dans la vie des plantes : leur productivité et leur productivité dépendent de l'intensité de l'ensoleillement. Cependant, le régime lumineux sur Terre est assez diversifié. C'est différent dans la forêt que dans la prairie. L'éclairage dans les forêts d'épinettes de feuillus et de conifères sombres diffère considérablement.

La lumière contrôle la croissance des plantes : elles poussent dans le sens d'une plus grande illumination. Leur sensibilité à la lumière est si grande que les pousses de certaines plantes, maintenues dans l'obscurité pendant la journée, réagissent à un éclair de lumière qui ne dure que deux millièmes de seconde.

Toutes les plantes par rapport à la lumière peuvent être divisées en trois groupes : les héliophytes, les sciophytes, les héliophytes facultatifs.

Héliophytes(du grec helios - soleil et phyton - plante), ou les plantes qui aiment la lumière, ne tolèrent pas du tout, ou ne tolèrent même pas un léger ombrage. Ce groupe comprend les graminées des steppes et des prairies, les plantes de la toundra, les plantes du début du printemps, la plupart des plantes cultivées terrain ouvert, beaucoup de mauvaises herbes. Parmi les espèces de ce groupe, vous pouvez vous venger du plantain, du saule-thé, du roseau, etc.

Sciophytes(du grec scia - shade), ou plantes ombragées, ne tolèrent pas une forte lumière et vivent à l'ombre constante sous la canopée de la forêt. Ce sont principalement des graminées forestières. Avec un éclaircissement brutal de la canopée, ils s'affaissent et meurent souvent, mais beaucoup reconstruisent l'appareil photosynthétique et s'adaptent à la vie dans de nouvelles conditions.

Héliophytes en option, ou les plantes tolérantes à l'ombre, sont capables de se développer avec de très grandes et de petites quantités de lumière. A titre d'exemple, on peut citer quelques arbres - épinette commune, érable de Norvège, charme commun ; arbustes - Leshina, aubépine; herbes - fraises, géranium des champs; de nombreuses plantes d'intérieur.

Un facteur abiotique important est Température. Tout organisme est capable de vivre dans une certaine plage de température. L'aire de répartition des êtres vivants est principalement limitée à la zone d'un peu moins de 0°C à 50°C.

La principale source de chaleur, comme la lumière, est le rayonnement solaire. Un organisme ne peut survivre que dans des conditions auxquelles son métabolisme (métabolisme) est adapté. Si la température d'une cellule vivante tombe en dessous du point de congélation, la cellule est généralement physiquement endommagée et meurt à la suite de la formation de cristaux de glace. Si la température est trop élevée, les protéines sont dénaturées. C'est exactement ce qui se passe lorsqu'on fait bouillir un œuf de poule.

La plupart des organismes sont capables de contrôler leur température corporelle à un degré ou à un autre grâce à diverses réponses. Dans la grande majorité des êtres vivants, la température corporelle peut changer en fonction de la température ambiante. De tels organismes ne sont pas capables de réguler leur température et sont appelés à sang froid (poïkilotherme). Leur activité dépend principalement de la chaleur provenant de l'extérieur. La température corporelle des organismes poïkilothermes est liée aux valeurs de la température ambiante. Le sang froid est caractéristique de groupes d'organismes tels que les plantes, les micro-organismes, les invertébrés, les poissons, les reptiles, etc.

Un nombre beaucoup plus petit d'êtres vivants sont capables de réguler activement la température corporelle. Ce sont des représentants des deux classes les plus élevées de vertébrés - les oiseaux et les mammifères. La chaleur qu'ils génèrent est le produit de réactions biochimiques et est une source importante d'augmentation de la température corporelle. Cette température est maintenue constante quelle que soit la température ambiante. Les organismes capables de maintenir une température corporelle optimale constante quelle que soit la température de l'environnement sont appelés à sang chaud (homéotherme). Grâce à cette propriété, de nombreuses espèces animales peuvent vivre et se reproduire à des températures inférieures à zéro (rennes, ours polaire, pinnipèdes, pingouin). Le maintien d'une température corporelle constante est assuré par une bonne isolation thermique créée par la fourrure, un plumage dense, des cavités d'air sous-cutanées, une épaisse couche de tissu adipeux, etc.

Un cas particulier d'homéothermie est l'hétérothermie (du grec heteros - différent). Différents niveaux de température corporelle chez les organismes hétérothermes dépendent de leur activité fonctionnelle. Pendant la période d'activité, ils ont une température corporelle constante, et pendant la période de repos ou hibernation la température baisse considérablement. L'hétérothermie est typique pour les écureuils terrestres, les marmottes, les blaireaux, les chauves-souris, les hérissons, les ours, les colibris, etc.

Les conditions d'humidité jouent un rôle particulier dans la vie des organismes vivants.

L'eau- la base de la matière vivante. Pour la plupart des organismes vivants, l'eau est l'un des principaux facteurs environnementaux. C'est la condition la plus importante pour l'existence de toute vie sur Terre. Tous les processus vitaux dans les cellules des organismes vivants se déroulent dans le milieu aquatique.

L'eau ne change pas chimiquement sous l'influence de la plupart des composés techniques qu'elle dissout. Ceci est très important pour les organismes vivants, car les nutriments nécessaires à leurs tissus sont fournis dans des solutions aqueuses sous une forme relativement inchangée. Dans des conditions naturelles, l'eau contient toujours l'une ou l'autre quantité d'impuretés, interagissant non seulement avec les substances solides et liquides, mais aussi en dissolvant les gaz.

Les propriétés uniques de l'eau prédéterminent son rôle particulier dans la formation de l'environnement physique et chimique de notre planète, ainsi que dans l'émergence et le maintien d'un phénomène étonnant - la vie.

L'embryon humain est composé à 97% d'eau et chez les nouveau-nés, sa quantité est de 77% du poids corporel. À 50 ans, la quantité d'eau dans le corps humain diminue et représente déjà 60% de sa masse. La majeure partie de l'eau (70%) est concentrée à l'intérieur des cellules et 30% est de l'eau intercellulaire. Les muscles humains sont 75 % d'eau, le foie 70 %, le cerveau 79 %, les reins 83 %.

Le corps d'un animal contient, en règle générale, au moins 50% d'eau (par exemple, un éléphant - 70%, une chenille mangeant des feuilles de plantes - 85-90%, une méduse - plus de 98%).

Surtout de l'eau (à base de besoin quotidien) Parmi les animaux terrestres, un éléphant a besoin d'environ 90 litres. Les éléphants sont l'un des meilleurs « hydrogéologues » parmi les animaux et les oiseaux : ils sentent les plans d'eau à une distance allant jusqu'à 5 km ! Seuls les bisons sont encore plus loin - 7-8 km. En période de sécheresse, les éléphants creusent des trous dans le lit des rivières asséchées avec des défenses où l'eau est collectée. Les buffles, les rhinocéros et autres animaux africains sont prêts à utiliser les puits des éléphants.

La propagation de la vie sur Terre est directement liée aux précipitations. L'humidité dans différentes parties du globe n'est pas la même. La plupart des précipitations tombent dans la zone équatoriale, en particulier dans le cours supérieur du fleuve Amazone et sur les îles de l'archipel malais. Leur nombre dans certaines régions atteint 12 000 mm par an. Ainsi, sur l'une des îles hawaïennes, il pleut de 335 à 350 jours par an. C'est l'endroit le plus humide de la Terre. Les précipitations annuelles moyennes y atteignent 11 455 mm. A titre de comparaison, la toundra et les déserts reçoivent moins de 250 mm de précipitations par an.

Les animaux ont des attitudes différentes envers l'humidité. L'eau en tant que corps physico-chimique a un effet continu sur la vie des organismes aquatiques (organismes aquatiques). Il satisfait non seulement les besoins physiologiques des organismes, mais fournit également de l'oxygène et de la nourriture, emporte les métabolites, transfère les produits de reproduction et les organismes aquatiques eux-mêmes. En raison de la mobilité de l'eau dans l'hydrosphère, il est possible qu'il existe des animaux attachés qui, comme vous le savez, n'existent pas sur terre.

Facteurs édaphiques

L'ensemble des propriétés physiques et chimiques du sol, qui ont un effet écologique sur les organismes vivants, fait référence à des facteurs édaphiques (du grec édaphos - base, terre, sol). Les principaux facteurs édaphiques sont la composition mécanique du sol (la taille de ses particules), le relâchement relatif, la structure, la perméabilité à l'eau, l'aération, la composition chimique du sol et les substances qui y circulent (gaz, eau).

La nature de la composition granulométrique du sol peut avoir une importance écologique pour les animaux qui, à une certaine période de leur vie, vivent dans le sol ou mènent un mode de vie fouisseur. En règle générale, les larves d'insectes ne peuvent pas vivre dans un sol trop pierreux; des hyménoptères fouisseurs, pondant des œufs dans des passages souterrains, de nombreux criquets, enterrant leurs cocons d'œufs dans le sol, ont besoin qu'il soit suffisamment lâche.

Une caractéristique importante du sol est son acidité. On sait que l'acidité du milieu (pH) caractérise la concentration en ions hydrogène dans la solution et est numériquement égale au logarithme décimal négatif de cette concentration : pH = -lg. Solutions aqueuses peut avoir un pH de 0 à 14. Les solutions neutres ont un pH de 7, un milieu acide est caractérisé par un pH inférieur à 7 et un milieu alcalin - supérieur à 7. L'acidité peut servir d'indicateur du taux de métabolisme d'une communauté. Si le pH de la solution du sol est bas, cela signifie que le sol contient peu de nutriments, donc sa productivité est extrêmement faible.

En ce qui concerne la fertilité du sol, on distingue les groupes écologiques de plantes suivants :

• oligotrophes (du grec olygos - petit, insignifiant et trophe - nourriture) - plantes de sols pauvres et infertiles (pin sylvestre);
• mésotrophes (du grec mesos - moyen) - plantes ayant un besoin modéré en nutriments (la plupart des plantes forestières des latitudes tempérées);
• eutrophes(du grec. her - bon) - plantes qui nécessitent une grande quantité de nutriments dans le sol (chêne, noisetier, coulant).

Facteurs orographiques

La répartition des organismes à la surface de la terre est influencée dans une certaine mesure par des facteurs tels que les caractéristiques des éléments de relief, l'altitude, l'exposition et l'inclinaison des pentes. Ils sont combinés en un groupe de facteurs orographiques (du grec oros - montagne). Leur impact peut grandement affecter le climat local et le développement des sols.

L'altitude est l'un des principaux facteurs orographiques. Les températures moyennes diminuent avec l'altitude, la baisse de température quotidienne augmente, la quantité de précipitations, la vitesse du vent et l'intensité du rayonnement augmentent, la pression atmosphérique et les concentrations de gaz diminuent. Tous ces facteurs affectent les plantes et les animaux, provoquant un zonage vertical.

Un exemple typique est le zonage vertical en montagne. Ici, avec une augmentation tous les 100 m, la température de l'air diminue en moyenne de 0,55°C. Dans le même temps, l'humidité change et la durée de la saison de croissance est réduite. Avec l'augmentation de la hauteur de l'habitat, le développement des plantes et des animaux change considérablement. Les mers tropicales se trouvent au pied des montagnes et les vents arctiques soufflent au sommet. D'un côté des montagnes, il peut faire beau et chaud, de l'autre - humide et froid.

Un autre facteur orographique est l'exposition de la pente. Sur les versants nord, les plantes forment des formes ombragées, sur celles du sud, des formes claires. La végétation est représentée ici principalement par des arbustes résistants à la sécheresse. Les pentes exposées au sud reçoivent plus d'ensoleillement, l'intensité lumineuse et la température y sont donc plus élevées qu'au fond des vallées et sur les pentes exposées au nord. Ceci est associé à des différences significatives dans le réchauffement de l'air et du sol, le taux de fonte des neiges et l'assèchement du sol.

La raideur de la pente est un facteur important. L'influence de cet indicateur sur les conditions de vie des organismes affecte principalement les caractéristiques de l'environnement du sol, les régimes hydriques et de température. Les pentes abruptes se caractérisent par un drainage et un lessivage rapides du sol, de sorte que les sols sont plus minces et plus secs. Si la pente dépasse 35 °, des débris de matériaux meubles sont généralement créés.

Facteurs hydrographiques

Les facteurs hydrographiques comprennent des caractéristiques du milieu aquatique telles que la densité de l'eau, le taux de mouvement horizontal (écoulement), la quantité d'oxygène dissous dans l'eau, la teneur en particules en suspension, le débit, la température et les conditions d'éclairage des plans d'eau, etc.

Les organismes qui vivent dans le milieu aquatique sont appelés organismes aquatiques.

Différents organismes se sont adaptés à leur manière à la densité de l'eau et à certaines profondeurs. Certaines espèces peuvent tolérer des pressions de plusieurs à plusieurs centaines d'atmosphères. De nombreux poissons, céphalopodes, crustacés, étoiles de mer vivent à de grandes profondeurs à une pression d'environ 400-500 atm.

La forte densité de l'eau assure l'existence de nombreuses formes squelettiques dans le milieu aquatique. Ce sont des petits crustacés, des méduses, des algues unicellulaires, des mollusques carénés et ailés, etc.

La capacité thermique spécifique élevée et la conductivité thermique élevée de l'eau déterminent un régime de température plus stable des masses d'eau par rapport à la terre. L'amplitude des fluctuations annuelles de température ne dépasse pas 10-15 ° C. Dans les plans d'eau continentaux, il fait 30-35°С. Dans les masses d'eau elles-mêmes, les conditions de température entre les couches d'eau supérieure et inférieure diffèrent considérablement. Dans les couches profondes de la colonne d'eau (dans les mers et les océans), le régime de température est stable et constant (3-4°C).

Un facteur hydrographique important est le régime de luminosité des masses d'eau. Avec la profondeur, la quantité de lumière diminue rapidement, par conséquent, dans l'océan mondial, les algues ne vivent que dans la zone éclairée (le plus souvent à des profondeurs de 20 à 40 m). Densité les organismes marins(leur nombre par unité de surface ou de volume) diminue naturellement avec la profondeur.

Facteurs chimiques

action facteurs chimiques se manifeste sous forme de pénétration dans l'environnement substances chimiques absent auparavant, ce qui est largement dû à l'influence anthropique moderne.

Un facteur chimique tel que la composition du gaz est extrêmement important pour les organismes vivant dans l'environnement aquatique. Par exemple, il y a beaucoup de sulfure d'hydrogène dans les eaux de la mer Noire, ce qui rend ce bassin pas tout à fait favorable à la vie de certains animaux qui s'y trouvent. Les rivières qui s'y jettent entraînent non seulement des pesticides ou des métaux lourds emportés par les champs, mais aussi de l'azote et du phosphore. Et ce ne sont pas seulement des engrais agricoles, mais aussi de la nourriture pour les micro-organismes marins et les algues, qui, en raison d'un excès de nutriments, commencent à se développer rapidement (efflorescence d'eau). Lorsqu'ils meurent, ils coulent au fond et, dans le processus de décomposition, consomment une quantité importante d'oxygène. Au cours des 30 à 40 dernières années, la floraison de la mer Noire a considérablement augmenté. Dans la couche inférieure de l'eau, l'oxygène est déplacé par le sulfure d'hydrogène toxique, il n'y a donc pratiquement pas de vie ici. Le monde organique de la mer est relativement pauvre et monotone. Sa couche de vie est limitée par une surface étroite de 150 m d'épaisseur. Quant aux organismes terrestres, ils sont insensibles à la composition gazeuse de l'atmosphère, puisqu'elle est constante.

Le groupe de facteurs chimiques comprend également un indicateur tel que la salinité de l'eau (la teneur en sels solubles dans les eaux naturelles). Par la quantité de sels dissous, les eaux naturelles sont divisées dans les catégories suivantes: eau douce - jusqu'à 0,54 g / l, saumâtre - de 1 à 3, légèrement salée - de 3 à 10, salée et très eau salée- de 10 à 50, saumure - plus de 50 g/l. Ainsi, dans les masses d'eau douce des terres (ruisseaux, rivières, lacs), 1 kg d'eau contient jusqu'à 1 g de sels solubles. L'eau de mer est une solution saline complexe, dont la salinité moyenne est de 35 g/kg d'eau, c'est-à-dire 3,5%.

Les organismes vivants vivant dans le milieu aquatique sont adaptés à une salinité de l'eau strictement définie. Les formes d'eau douce ne peuvent pas vivre dans les mers, les formes marines ne peuvent pas tolérer le dessalement. Si la salinité de l'eau change, les animaux se déplacent à la recherche d'un environnement favorable. Par exemple, lors du dessalement des couches superficielles de la mer après de fortes pluies certaines espèces de crustacés descendent jusqu'à 10 m de profondeur.

Les larves d'huîtres vivent dans les eaux saumâtres des petites baies et estuaires (plans d'eau côtiers semi-fermés qui communiquent librement avec l'océan ou la mer). Les larves se développent particulièrement rapidement lorsque la salinité de l'eau est de 1,5 à 1,8 % (un croisement entre l'eau douce et l'eau salée). À une teneur en sel plus élevée, leur croissance est quelque peu supprimée. Avec une diminution de la teneur en sel, la croissance est déjà sensiblement supprimée. À une salinité de 0,25%, la croissance des larves s'arrête et elles meurent toutes.

Facteurs pyrogènes

Il s'agit notamment des facteurs d'exposition au feu, ou aux incendies. À l'heure actuelle, les incendies sont considérés comme un facteur écologique très important et l'un des facteurs écologiques abiotiques naturels. À utilisation correcte le feu peut être un outil écologique très précieux.

À première vue, les incendies sont facteur négatif... Mais ce n'est pas le cas. Sans incendies, la savane, par exemple, disparaîtrait rapidement et se couvrirait d'une forêt dense. Cependant, cela ne se produit pas, car les pousses tendres des arbres meurent dans le feu. Parce que les arbres poussent lentement, peu d'entre eux parviennent à survivre aux incendies et à devenir assez grands. L'herbe pousse rapidement et récupère tout aussi rapidement après les incendies.

Il faut se venger que, contrairement à d'autres facteurs environnementaux, les humains peuvent réguler les incendies et, par conséquent, ils peuvent devenir un certain facteur limitant dans la propagation des plantes et des animaux. Les feux contrôlés par l'homme contribuent à la formation de cendres riches en nutriments. Se mélangeant au sol, la cendre stimule la croissance des plantes, dont dépend la vie des animaux.

De plus, de nombreux habitants de la savane, comme la cigogne africaine et l'oiseau secrétaire, utilisent les feux à leurs propres fins. Ils visitent les lisières des feux naturels ou contrôlés et y mangent des insectes et des rongeurs qui fuient le feu.

Le déclenchement des incendies peut être facilité à la fois par des facteurs naturels (foudre) et par des actions humaines accidentelles et non accidentelles. Il existe deux types de feux. Les feux de cimes sont les plus difficiles à contenir et à gérer. Le plus souvent elles sont très intenses et détruisent toute la végétation et la matière organique du sol. De tels incendies ont un effet limitatif sur de nombreux organismes.

Feux d'herbe au contraire, ils ont un effet sélectif: pour certains organismes, ils sont plus destructeurs, pour d'autres moins et contribuent ainsi au développement d'organismes très résistants aux incendies. De plus, les petits incendies au sol complètent l'action des bactéries, décomposant les plantes mortes et accélérant la conversion des nutriments minéraux en une forme adaptée à l'utilisation par les nouvelles générations de plantes. Dans les habitats au sol peu fertile, les incendies contribuent à son enrichissement en éléments de cendres et de nutriments.

Avec une humidité suffisante (prairies nord-américaines), les incendies stimulent la croissance des graminées au détriment des arbres. Les feux jouent un rôle régulateur particulièrement important dans les steppes et les savanes. Ici, des incendies périodiques réduisent la probabilité d'une invasion d'arbustes du désert.

Une personne est souvent la cause d'une augmentation de la fréquence des incendies de forêt, bien qu'un individu n'ait pas le droit de provoquer délibérément (même accidentellement) un incendie dans la nature. En même temps, l'utilisation du feu par des spécialistes fait partie d'une bonne utilisation des terres.