Классификация
Основные элементы среды, которые воздействуют на живые организмы, называют факторами экологии или экологическими факторами.
Все экологические факторы условно можно разделить на три группы.
В первую группу абиотических факторов входят те явления неживой природы, которые могут прямо или косвенно воздействовать на живые организмы. Среди всех абиотических факторов, особенно выделяют:
- климатические
- эдафические
- орографические
- гидрографические
- химические
- пирогенные
Ко второй группе относятся биотические факторы, то есть живые организмы, воздействующие на среду. Биотические факторы действуют на среду не только прямо, но и косвенно, например, изменяют состав почвы. Среди биотических факторов выделяют:
- фитогенные (влияние растений друг на друга и на среду);
- зоогенные (влияние животных друг на друга и на среду).
Последняя группа факторов – антропогенные. Воздействие человека может быть непосредственным (в том случае, если человек направленно изменяет живую среду) или опосредованным (в том случае, если воздействие на среду происходит в результате хозяйственной деятельности человека). Сюда относятся все формы взаимодействия человека с живой природой от охоты и собирательства, до загрязнения среды отходами производства.
Характеристика экологических факторов
Как экологические факторы воздействуют на организм? Стоит отметить, что экологическим фактором называют только тот фактор, который вызывает какие-либо приспособительные физиологические реакции в организме. Эти изменения имеют способность генетически закрепляться в ряду поколений. Как уже было сказано выше, экологические факторы делятся на абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы принято подразделять на физические, химические и эдафические.
Физические факторы – факторы, в формировании которых участвует физическое явление, например, температура, свет, влажность.
Химические факторы – факторы, основой которых является химический состав среды. Это может быть соленость воды или уровень кислорода.
Эдафические (почвенные) факторы – это совокупность всех физических и химических качеств почвы или горной породы, оказывающих действие на животных и растения.
Биотические факторы представляют собой внутривидовые и межвидовые отношения организмов, антропогенные факторы – это отношения человека с природной средой.
Существует также понятие «лимитирующий фактор». Лимитирующим фактором называют фактор, который ограничивает развитие организма из-за избытка или недостатка питательных веществ в сравнении с оптимальным содержанием.
Таким образом, при выращивании растений можно выяснить точку оптимума – температуру, при которой наблюдается максимальный рост. При этом размах температур, при которых способность к росту сохраняется, называют диапазоном толерантности (устойчивости). Точки, находящиеся на границах этого диапазона называют пределом устойчивости. Как только температура перешагнет предел, растение погибнет.
Точку оптимума и пределы выносливости можно определить для каждого из факторов среды. Если неблагоприятные факторы среды воздействуют на организм в течение длительного времени, то организм начинает вырабатывать адаптивные приспособления.
Способность к адаптациям – это свойство всего живого, она обеспечивает возможность к развитию и размножению. Адаптивные способности могут проявляться на всех уровнях организации жизни - как на уровне биохимии клеток, так и на уровне функционирования живых сообществ. Поэтому в каждой географической зоне имеются специфические для этой зоны растения и животные.
Адаптации могут происходить на морфологическом уровне, когда строение организма меняется настолько, что это может привести к образованию нового вида, и на физиологическом, когда адаптации влияют на функционирование организма. К морфологическим адаптациям можно также отнести способность животных менять окраску в зависимости от условий среды. Ярким примером физиологической адаптации является зимняя спячка или перелет птиц.
Значимыми для организма являются поведенческие адаптации. Инстинкты определяют поведение насекомых, рыб, птиц. Инстинктивное поведение является врожденным у всех организмов.
Кроме того, существует и приобретенное поведение, которое организм приобретает в процессе жизнедеятельности. При помощи обучения приобретенное поведение передается от поколения к поколению.
В ходе эволюции человек приобрел еще одну способность, названную интеллектом. Интеллект – это умение пользоваться своими познавательными способностями, чтобы приспособиться к условиям среды. Для человека эта способность стала определяющей в ходе формирования современного вида человека.
Совместное действие экологических факторов на организм
Экологические факторы воздействуют на организм не индивидуально, а в совокупности. Причем сила воздействия одного фактора зависит от силы других факторов. При этом действие одного фактора нельзя заменить действием другого. Например, недостаток света не заменяется избытком тепла.
Действие факторов среды неравноценно. Их все можно разделить на главные, сопутствующие и второстепенные. Ведущие факторы различны для разных организмов, даже если они имеют одну и ту же среду обитания. Ведущие факторы также могут быть различны на разных этапах жизни организма, кроме того роль ведущего фактора меняется разное время года.
В общем виде механизм влияния экологических факторов на организм, показывает закон толерантности Шелфорда: отсутствие или невозможность существования определяется избытком или отсутствием каждого из факторов.
В рамках исследования «экологии толерантности» было проведено большое количество опытов, исходя из которых были сделаны выводы о пределах существования многих растений и животных. Например, влияние загрязняющего вещества атмосферы на организм человека.
