Principalele grupe de factori de mediu. Principalii factori abiotici

Introducere

Factorii abiotici de mediu sunt componente și fenomene de natură neînsuflețită, anorganică, care afectează direct sau indirect organismele vii. În mod firesc, acești factori acționează simultan, ceea ce înseamnă că toate organismele vii cad sub influența lor. Gradul de prezență sau absență a fiecăruia dintre ele afectează în mod semnificativ viabilitatea organismelor și nu este același lucru pentru diferitele lor tipuri. Trebuie remarcat faptul că acest lucru afectează foarte mult întregul ecosistem în ansamblu, stabilitatea acestuia.

Factorii de mediu, atât individual, cât și în combinație, atunci când sunt expuși organismelor vii, le forțează să se schimbe, să se adapteze la acești factori. Această abilitate se numește valență ecologică sau plasticitate. Plasticitatea, sau valența ecologică, a fiecărei specii este diferită și afectează capacitatea organismelor vii de a supraviețui în condiții de schimbare a factorilor de mediu în moduri diferite. Dacă organismele se adaptează nu numai la factorii biotici, ci le pot influența și prin schimbarea altor organisme vii, atunci acest lucru este imposibil cu factorii de mediu abiotici: organismul se poate adapta la ei, dar nu este capabil să exercite niciun feedback semnificativ asupra lor.

Factorii abiotici de mediu sunt condiții care nu sunt direct legate de activitatea vitală a organismelor. Cei mai importanți factori abiotici includ temperatura, lumina, apa, compoziția gazelor atmosferice, structura solului, compoziția elementelor biogene din acesta, terenul etc. Acești factori pot afecta organismele atât direct, de exemplu, lumina sau căldura, cât și indirect, de exemplu, terenul, care determină acțiunea factorilor direcți, lumina, vântul, umiditatea etc. Mai recent, influența modificărilor activității solare asupra proceselor biosferice a fost descoperit.

Principalii factori abiotici și caracteristicile acestora

Factorii abiotici includ:

1. Climatice (influența temperaturii, luminii și umidității);

2. Geologice (cutremur, erupție vulcanică, mișcarea ghețarilor, curgeri de noroi și avalanșe etc.);

3. Orografice (trăsături ale terenului în care trăiesc organismele studiate).

Să luăm în considerare acțiunea principalilor factori abiotici cu acțiune directă: lumina, temperatura și prezența apei. Temperatura, lumina și umiditatea sunt cei mai importanți factori de mediu. Acești factori se schimbă în mod natural atât în timpul anului și al zilei, cât și în legătură cu zonarea geografică. La acești factori, organismele arată o natură de adaptare zonală și sezonieră.

Lumina ca factor de mediu

Radiația solară este principala sursă de energie pentru toate procesele care au loc pe Pământ. În spectrul radiației solare se pot distinge trei regiuni, diferite ca acțiune biologică: ultravioletă, vizibilă și infraroșu. Razele ultraviolete cu o lungime de undă mai mică de 0,290 microni sunt dăunătoare tuturor viețuitoarelor, dar sunt întârziate de stratul de ozon al atmosferei. Ajunge doar la suprafața pământului Mică parte raze ultraviolete mai lungi (0,300 - 0,400 microni). Ele reprezintă aproximativ 10% din energia radiantă. Aceste raze au o activitate chimică ridicată - la o doză mare pot dăuna organismelor vii. În cantități mici, totuși, ele sunt necesare, de exemplu, pentru oameni: sub influența acestor raze, vitamina D se formează în corpul uman, iar insectele disting vizual aceste raze, adică. vezi în lumina ultravioletă. Ei pot naviga prin lumină polarizată.

Razele vizibile cu o lungime de undă de 0,400 până la 0,750 microni (acestea reprezintă cea mai mare parte a energiei - 45% - radiația solară), care ajung la suprafața Pământului, au în special mare importanță pentru organisme. Plantele verzi, datorită acestei radiații, sintetizează materia organică (realizează fotosinteza), care este folosită ca hrană de toate celelalte organisme. Pentru majoritatea plantelor și animalelor, lumina vizibilă este unul dintre factorii importanți de mediu, deși există unii pentru care lumina nu este. condiție prealabilă existență (tipuri de adaptare la sol, peșteră și adâncime la viața în întuneric). Majoritatea animalelor sunt capabile să distingă compoziția spectrală a luminii - să posede viziunea culorilor, iar la plante, florile sunt viu colorate pentru a atrage insectele polenizatoare.

Ochiul uman nu percepe razele infraroșii cu o lungime de undă mai mare de 0,750 microni, dar sunt o sursă de energie termică (45% din energia radiantă). Aceste raze sunt absorbite de țesuturile animalelor și plantelor, în urma cărora țesuturile sunt încălzite. Multe animale cu sânge rece (șopârle, șerpi, insecte) folosesc lumina soarelui pentru a-și ridica temperatura corpului (unii șerpi și șopârle sunt animale ecologice cu sânge cald). Condițiile de lumină asociate cu rotația Pământului au o periodicitate zilnică și sezonieră distinctă. Aproape tot procese fiziologice la plante și animale, au un ritm zilnic cu maxim și minim la anumite ore: de exemplu, la anumite ore ale zilei, o floare din plante se deschide și se închide, iar animalele au dezvoltat adaptări pentru viața de zi și de noapte. Lungimea zilei (sau fotoperioada), are de mare valoareîn viața vegetală și animală.

Plantele, în funcție de condițiile de habitat, se adaptează la umbră - plante tolerante la umbră sau, dimpotrivă, la soare - plante iubitoare de lumină (de exemplu, cereale). Cu toate acestea, soarele puternic strălucitor (dincolo de luminozitatea optimă) suprimă fotosinteza, astfel încât este dificil să obțineți un randament mare de culturi bogate în proteine la tropice. În zonele temperate (deasupra și sub ecuator), ciclul de dezvoltare a plantelor și animalelor este cronometrat în funcție de anotimpurile anului: pregătirea pentru schimbarea condițiilor de temperatură se realizează pe baza unui semnal - o modificare a lungimii zi, care este întotdeauna aceeași într-un anumit moment al anului într-un anumit loc. Ca urmare a acestui semnal, procesele fiziologice sunt pornite, ducând la creșterea, înflorirea plantelor primăvara, fructificarea vara și caderea frunzelor toamna; la animale - la năpârlire, acumulare de grăsime, migrare, reproducere la păsări și mamifere, debutul etapei de repaus la insecte. Animalele percep modificări ale duratei zilei cu ajutorul organelor lor vizuale. Și plante - cu ajutorul pigmenților speciali localizați în frunzele plantelor. Iritațiile sunt percepute cu ajutorul receptorilor, în urma cărora apar o serie de reacții biochimice (activarea enzimelor sau eliberarea de hormoni), apoi apar reacții fiziologice sau comportamentale.

Studiul fotoperiodismului la plante și animale a arătat că reacția organismelor la lumină se bazează nu numai pe cantitatea de lumină primită, ci pe alternarea perioadelor de lumină și întuneric de o anumită durată în timpul zilei. Organismele sunt capabile să măsoare timpul, adică au un „ceas biologic” – de la unicelular la om. „Ceas biologic” – controlat și de cicluri sezoniere și alte fenomene biologice. „Ceasul biologic” determină ritmul zilnic de activitate atât al organismelor întregi, cât și al proceselor care au loc chiar și la nivelul celulelor, în special al diviziunilor celulare.

Temperatura ca factor de mediu

Toate procesele chimice care au loc în organism depind de temperatură. Modificările condițiilor termice, adesea observate în natură, se reflectă profund în creșterea, dezvoltarea și alte manifestări ale activității vitale a animalelor și plantelor. Există organisme cu o temperatură corporală variabilă - poikiloterme și organisme cu o temperatură constantă a corpului - homeoterme. Animalele poikiloterme sunt complet dependente de temperatura ambiantă, în timp ce animalele homeoterme sunt capabile să mențină o temperatură constantă a corpului, indiferent de modificările temperaturii ambientale. Marea majoritate a plantelor și animalelor terestre aflate în stare de viață activă nu pot tolera temperaturile negative și mor. Limita superioară de temperatură a vieții nu este aceeași pentru diferite specii – rar peste 40-45 o C. Unele cianobacterii și bacterii trăiesc la temperaturi de 70-90 o C, unele moluște pot trăi și în izvoarele termale (până la 53 o C). ). Pentru majoritatea animalelor și plantelor terestre, condițiile optime de temperatură fluctuează în limite destul de înguste (15-30 o C). Pragul superior al temperaturii de viață este determinat de temperatura de coagulare a proteinelor, deoarece coagularea ireversibilă a proteinei (încălcarea structurii proteinei) are loc la o temperatură de aproximativ 60 o C.

Organismele poikiloterme în procesul de evoluție au dezvoltat diverse adaptări la condițiile de temperatură a mediului în schimbare. Principala sursă de energie termică la animalele poikiloterme este căldura externă. Organismele poikiloterme au dezvoltat diverse adaptări la temperaturi scăzute. Unele animale, de exemplu, peștii arctici, care trăiesc constant la o temperatură de -1,8 o C, conțin substanțe (glicoproteine) în fluidul tisular care împiedică formarea cristalelor de gheață în organism; insectele acumulează glicerol în aceste scopuri. Alte animale, dimpotrivă, cresc producția de căldură a corpului datorită contracției active a mușchilor - așa cresc temperatura corpului cu câteva grade. Alții își reglează transferul de căldură prin schimbul de căldură între vase sistem circulator: vasele care ies din mușchi sunt în contact strâns cu vasele care provin din piele și care poartă sânge rece (acest fenomen este caracteristic peștilor de apă rece). Comportamentul adaptativ se vede prin faptul că multe insecte, reptile și amfibieni aleg locuri la soare pentru încălzire sau schimbă diferite poziții pentru a crește suprafața de încălzire.

La un număr de animale cu sânge rece, temperatura corpului poate varia în funcție de starea fiziologică: de exemplu, la insectele zburătoare, temperatura internă a corpului poate crește cu 10-12 o C sau mai mult din cauza muncii musculare crescute. Insectele sociale, în special albinele, au dezvoltat o modalitate eficientă de menținere a temperaturii prin termoreglare colectivă (stupul poate fi menținut la o temperatură de 34-35 o C, necesară dezvoltării larvelor).

Animalele poikiloterme sunt capabile să se adapteze la temperaturi ridicate. Acest lucru se întâmplă și în moduri diferite: transferul de căldură poate apărea din cauza evaporării umidității de pe suprafața corpului sau din mucoasa superioară. tractului respirator, precum și datorită reglării vasculare subcutanate (de exemplu, la șopârle, rata fluxului sanguin prin vasele pielii crește odată cu creșterea temperaturii).

Cea mai perfectă termoreglare se observă la păsări și mamifere - animale homoioterme. În procesul de evoluție, ei au dobândit capacitatea de a menține o temperatură constantă a corpului datorită prezenței unei inimi cu patru camere și a unui arc aortic, care asigura separarea completă a fluxului sanguin arterial și venos; metabolism ridicat; pene sau linia părului; reglarea transferului de căldură; bine dezvoltat sistem nervos a dobândit capacitatea de a trăi activ la diferite temperaturi. La majoritatea păsărilor, temperatura corpului este puțin mai mare de 40 o C, în timp ce la mamifere este ceva mai scăzută. Nu numai capacitatea de termoreglare, ci și comportamentul adaptativ, construirea de adăposturi și cuiburi speciale, alegerea unui loc cu o temperatură mai favorabilă etc., este de mare importanță pentru animale. De asemenea, sunt capabili să se adapteze la temperaturi scăzute în mai multe moduri: pe lângă pene sau păr, animalele cu sânge cald reduc pierderile de căldură cu ajutorul tremurului (microcontracții ale mușchilor aparent imobili); atunci când țesutul adipos maro este oxidat la mamifere, se generează energie suplimentară care susține metabolismul.

Adaptarea animalelor cu sânge cald la temperaturi ridicate este în multe privințe similară cu adaptările similare ale celor cu sânge rece - transpirația și evaporarea apei din membrana mucoasă a gurii și a tractului respirator superior, la păsări - doar ultima modalitate, deoarece ei nu au glandele sudoripare; extensie vase de sânge situat aproape de suprafața pielii, ceea ce îmbunătățește transferul de căldură (la păsări, acest proces are loc în zonele fără pene ale corpului, de exemplu, printr-un pieptene). Temperatura, precum și regimul de lumină de care depinde, se modifică în mod natural pe parcursul anului și, în legătură cu latitudine geografică. Prin urmare, toate adaptările sunt mai importante pentru a trăi la temperaturi scăzute.

Apa ca factor de mediu

Apa joacă un rol excepțional în viața oricărui organism, deoarece este componentă structurală celule (apa reprezintă 60-80% din masa celulară). Importanța apei în viața unei celule este determinată de ea proprietati fizice si chimice. Datorită polarității, molecula de apă este capabilă să fie atrasă de orice alte molecule, formând hidrați, adică. este un solvent. Mulți reacții chimice poate apărea numai în prezența apei. Apa este un „tampon termic” în sistemele vii, absorbind căldura în timpul tranziției de la starea lichidă la starea gazoasă, protejând astfel structurile instabile ale celulelor de deteriorarea în timpul eliberării pe termen scurt a energiei termice. În acest sens, produce un efect de răcire atunci când se evaporă de la suprafață și reglează temperatura corpului. Proprietățile conducătoare de căldură ale apei determină rolul său principal ca termostat climatic în natură. Apa se încălzește încet și se răcește încet: vara și ziua, apa mărilor oceanelor și lacurilor se încălzește, iar noaptea și iarna se răcește și ea încet. Există un schimb constant între apă și aer. dioxid de carbon. În plus, apa îndeplinește o funcție de transport, deplasând substanțele din sol de sus în jos și invers. Rolul umidității pentru organismele terestre se datorează faptului că precipitațiile sunt distribuite peste suprafața pământului neuniformă pe tot parcursul anului. În regiunile aride (stepe, deșerturi), plantele își obțin apă cu ajutorul unui sistem radicular foarte dezvoltat, uneori rădăcini foarte lungi (până la 16 m în spin de cămilă), ajungând în stratul umed. Înalt presiune osmotica sucul celular (până la 60-80 atm), care mărește puterea de aspirare a rădăcinilor, ajută la reținerea apei în țesuturi. Pe vreme uscată, plantele reduc evaporarea apei: la plantele de deșert, țesuturile tegumentare ale frunzei se îngroașă sau se dezvoltă un strat de ceară sau pubescență densă pe suprafața frunzelor. Un număr de plante realizează o scădere a umidității prin reducerea limbei frunzelor (frunzele se transformă în țepi, adesea plantele își pierd complet frunzele - saxaul, tamariscul etc.).

În funcție de cerințele pentru regimul de apă, între plante se disting următoarele: grupuri de mediu:

Hidratofite - plante care trăiesc constant în apă;

Hidrofite - plante doar parțial scufundate în apă;

Helophytes - plante de mlaștină;

Hygrophytes - plante terestre care trăiesc în locuri excesiv de umede;

Mezofiții - preferă umiditatea moderată;

Xerofite - plante adaptate la o lipsă constantă de umiditate; dintre xerofite distingem:

Suculente - acumularea de apă în țesuturile corpului lor (suculente);

Sclerofitele - pierderea unei cantități semnificative de apă.

Multe animale din deșert sunt capabile să se descurce fără apă potabilă; unii pot alerga repede și îndelung, făcând migrații lungi către un loc de adăpare (saiga, antilope, cămile etc.); unele animale obțin apă din alimente (insecte, reptile, rozătoare). Depunerile de grăsime animalele din deșert pot servi ca un fel de rezervă de apă în organism: atunci când grăsimile sunt oxidate, se formează apă (depuneri de grăsime în cocoașa cămilelor sau depozite de grăsime subcutanată la rozătoare). Acoperirile de piele greu permeabile (de exemplu, la reptile) protejează animalele de pierderea umidității. Multe animale au devenit nocturne sau se ascund în vizuini pentru a scăpa de efectele de uscare ale umidității scăzute și supraîncălzirii. În condiții de uscăciune periodică, o serie de plante și animale intră într-o stare de repaus fiziologic - plantele se opresc din creștere și își pierd frunzele, animalele hibernează. Aceste procese sunt însoțite de un metabolism redus în perioada de uscăciune.

natura abiotică biosferică solară

Literatură

1. http://burenina.narod.ru/3-2.htm

2. http://ru-ecology.info/term/76524/

4. http://www.ecology-education.ru/index.php?action=full&id=257

5. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=484744

Introducere

Principalii factori abiotici și caracteristicile acestora

Literatură

Introducere

1. Principalii factori abiotici și caracteristicile acestora

Factorii abiotici includ:

Climatice (influența temperaturii, luminii și umidității);

Geologice (cutremur, erupție vulcanică, mișcarea ghețarilor, curgeri de noroi și avalanșe etc.);

Orografice (trăsături ale terenului în care trăiesc organismele studiate).

Lumina ca factor de mediu

Radiația solară este principala sursă de energie pentru toate procesele care au loc pe Pământ. În spectrul radiației solare se pot distinge trei regiuni, diferite ca acțiune biologică: ultravioletă, vizibilă și infraroșu. Razele ultraviolete cu o lungime de undă mai mică de 0,290 microni sunt dăunătoare tuturor viețuitoarelor, dar sunt întârziate de stratul de ozon al atmosferei. Doar o mică parte din razele ultraviolete mai lungi (0,300 - 0,400 microni) ajunge la suprafața Pământului. Ele reprezintă aproximativ 10% din energia radiantă. Aceste raze au o activitate chimică ridicată - la o doză mare pot dăuna organismelor vii. În cantități mici, totuși, ele sunt necesare, de exemplu, pentru oameni: sub influența acestor raze, vitamina D se formează în corpul uman, iar insectele disting vizual aceste raze, adică. vezi în lumina ultravioletă. Ei pot naviga prin lumină polarizată.

Razele vizibile cu o lungime de undă de 0,400 până la 0,750 microni (acestea reprezintă cea mai mare parte a energiei - 45% - radiația solară), care ajung la suprafața Pământului, sunt de o importanță deosebită pentru organisme. Plantele verzi, datorită acestei radiații, sintetizează materia organică (realizează fotosinteza), care este folosită ca hrană de toate celelalte organisme. Pentru majoritatea plantelor și animalelor, lumina vizibilă este unul dintre factorii importanți de mediu, deși există aceia pentru care lumina nu este o condiție prealabilă pentru existență (adaptarea solului, a peșterii și a adâncurilor la viața în întuneric). Majoritatea animalelor sunt capabile să distingă compoziția spectrală a luminii - au viziune a culorilor, iar la plante, florile au culori strălucitoare pentru a atrage insectele polenizatoare.

Ochiul uman nu percepe razele infraroșii cu o lungime de undă mai mare de 0,750 microni, dar sunt o sursă de energie termică (45% din energia radiantă). Aceste raze sunt absorbite de țesuturile animalelor și plantelor, în urma cărora țesuturile sunt încălzite. Multe animale cu sânge rece (șopârle, șerpi, insecte) folosesc lumina soarelui pentru a-și ridica temperatura corpului (unii șerpi și șopârle sunt animale ecologice cu sânge cald). Condițiile de lumină asociate cu rotația Pământului au o periodicitate zilnică și sezonieră distinctă. Aproape toate procesele fiziologice la plante și animale au un ritm zilnic cu un maxim și un minim la anumite ore: de exemplu, la anumite ore ale zilei, o floare din plante se deschide și se închide, iar animalele au dezvoltat adaptări pentru viața de zi și de noapte. Lungimea zilei (sau fotoperioada) este de mare importanță în viața plantelor și animalelor.

Studiul fotoperiodismului la plante și animale a arătat că reacția organismelor la lumină se bazează nu numai pe cantitatea de lumină primită, ci pe alternarea perioadelor de lumină și întuneric de o anumită durată în timpul zilei. Organismele sunt capabile să măsoare timpul, adică poseda ceas biologic - de la unicelular la om. Ceasul biologic - sunt guvernate și de cicluri sezoniere și alte fenomene biologice. Ceasul biologic determina ritmul zilnic de activitate atât al organismelor întregi, cât și al proceselor care au loc chiar și la nivelul celulelor, în special al diviziunilor celulare.

Temperatura ca factor de mediu

Toate procesele chimice care au loc în organism depind de temperatură. Modificările condițiilor termice, adesea observate în natură, se reflectă profund în creșterea, dezvoltarea și alte manifestări ale activității vitale a animalelor și plantelor. Există organisme cu o temperatură corporală variabilă - poikiloterme și organisme cu o temperatură constantă a corpului - homeoterme. Animalele poikiloterme sunt complet dependente de temperatura ambiantă, în timp ce animalele homeoterme sunt capabile să mențină o temperatură constantă a corpului, indiferent de modificările temperaturii ambientale. Marea majoritate a plantelor și animalelor terestre aflate în stare de viață activă nu pot tolera temperaturile negative și mor. Limita superioară de temperatură a vieții nu este aceeași pentru diferite specii - rareori peste 40-45 despre C. Unele cianobacterii și bacterii trăiesc la temperaturi de 70-90 despre C, unele crustacee pot trăi în izvoare termale (până la 53 despre DIN). Pentru majoritatea animalelor și plantelor terestre, condițiile optime de temperatură fluctuează în limite destul de înguste (15-30 despre DIN). Pragul superior al temperaturii vieții este determinat de temperatura de coagulare a proteinelor, deoarece coagularea ireversibilă a proteinei (încălcarea structurii proteinelor) are loc la o temperatură de aproximativ 60 o DIN.

Organismele poikiloterme în procesul de evoluție au dezvoltat diverse adaptări la condițiile de temperatură a mediului în schimbare. Principala sursă de energie termică la animalele poikiloterme este căldura externă. Organismele poikiloterme au dezvoltat diverse adaptări la temperaturi scăzute. Unele animale, cum ar fi peștii arctici, trăiesc permanent la -1,8 o C, contin substante (glicoproteine) in fluidul tisular care impiedica formarea cristalelor de gheata in organism; insectele acumulează glicerol în aceste scopuri. Alte animale, dimpotrivă, cresc producția de căldură a corpului datorită contracției active a mușchilor - așa cresc temperatura corpului cu câteva grade. Alții își reglează schimbul de căldură prin schimbul de căldură între vasele sistemului circulator: vasele care părăsesc mușchii sunt în contact strâns cu vasele care provin din piele și care transportă sânge răcit (acest fenomen este caracteristic peștilor de apă rece). Comportamentul adaptativ se vede prin faptul că multe insecte, reptile și amfibieni aleg locuri la soare pentru încălzire sau schimbă diferite poziții pentru a crește suprafața de încălzire.

La un număr de animale cu sânge rece, temperatura corpului poate varia în funcție de starea fiziologică: de exemplu, la insectele zburătoare, temperatura internă a corpului poate crește cu 10-12. o C sau mai mult din cauza muncii musculare crescute. Insectele sociale, în special albinele, au dezvoltat o modalitate eficientă de menținere a temperaturii prin termoreglare colectivă (temperatura din stup poate fi menținută la 34-35 o C, necesar pentru dezvoltarea larvelor).

Animalele poikiloterme sunt capabile să se adapteze la temperaturi ridicate. Acest lucru se întâmplă și în moduri diferite: transferul de căldură poate apărea din cauza evaporării umidității de pe suprafața corpului sau din membrana mucoasă a tractului respirator superior, precum și datorită reglării vasculare subcutanate (de exemplu, la șopârle, rata fluxul sanguin prin vasele pielii crește odată cu creșterea temperaturii).

Cea mai perfectă termoreglare se observă la păsări și mamifere - animale homoioterme. În procesul de evoluție, ei au dobândit capacitatea de a menține o temperatură constantă a corpului datorită prezenței unei inimi cu patru camere și a unui arc aortic, care asigura separarea completă a fluxului sanguin arterial și venos; metabolism ridicat; pene sau linia părului; reglarea transferului de căldură; sistemul nervos bine dezvoltat a dobândit capacitatea de a trăi activ la diferite temperaturi. Majoritatea păsărilor au o temperatură a corpului puțin peste 40 o C, în timp ce la mamifere este oarecum mai scăzut. Nu numai capacitatea de termoreglare, ci și comportamentul adaptativ, construirea de adăposturi și cuiburi speciale, alegerea unui loc cu o temperatură mai favorabilă etc., este de mare importanță pentru animale. De asemenea, sunt capabili să se adapteze la temperaturi scăzute în mai multe moduri: pe lângă pene sau păr, animalele cu sânge cald reduc pierderile de căldură cu ajutorul tremurului (microcontracții ale mușchilor aparent imobili); atunci când țesutul adipos maro este oxidat la mamifere, se generează energie suplimentară care susține metabolismul.

Adaptarea animalelor cu sânge cald la temperaturi ridicate este în multe privințe similară cu adaptările similare ale celor cu sânge rece - transpirația și evaporarea apei din membrana mucoasă a gurii și a tractului respirator superior, la păsări - doar ultima modalitate, deoarece nu au glande sudoripare; expansiunea vaselor de sânge situate aproape de suprafața pielii, ceea ce îmbunătățește transferul de căldură (la păsări, acest proces are loc în zonele fără pene ale corpului, de exemplu, printr-un pieptene). Temperatura, precum și regimul de lumină de care depinde, se modifică în mod natural pe parcursul anului și în legătură cu latitudinea geografică. Prin urmare, toate adaptările sunt mai importante pentru a trăi la temperaturi scăzute.

Apa ca factor de mediu

Apa joacă un rol excepțional în viața oricărui organism, deoarece este o componentă structurală a celulei (apa reprezintă 60-80% din masa celulară). Importanța apei în viața unei celule este determinată de proprietățile sale fizico-chimice. Datorită polarității, molecula de apă este capabilă să fie atrasă de orice alte molecule, formând hidrați, adică. este un solvent. Multe reacții chimice pot avea loc numai în prezența apei. Apa este în sistemele vii tampon termic , absorbind căldura în timpul tranziției de la o stare lichidă la o stare gazoasă, protejând astfel structurile instabile ale celulelor de deteriorarea în timpul unei eliberări pe termen scurt a energiei termice. În acest sens, produce un efect de răcire atunci când se evaporă de la suprafață și reglează temperatura corpului. Proprietățile conducătoare de căldură ale apei determină rolul său principal ca termostat climatic în natură. Apa se încălzește încet și se răcește încet: vara și ziua, apa mărilor oceanelor și lacurilor se încălzește, iar noaptea și iarna se răcește și ea încet. Există un schimb constant de dioxid de carbon între apă și aer. În plus, apa îndeplinește o funcție de transport, deplasând substanțele din sol de sus în jos și invers. Rolul umidității pentru organismele terestre se datorează faptului că precipitațiile sunt distribuite neuniform pe suprafața pământului pe parcursul anului. În regiunile aride (stepe, deșerturi), plantele își obțin apă cu ajutorul unui sistem radicular foarte dezvoltat, uneori rădăcini foarte lungi (până la 16 m în spin de cămilă), ajungând în stratul umed. Presiunea osmotică ridicată a sevei celulare (până la 60-80 atm), care mărește puterea de aspirare a rădăcinilor, contribuie la reținerea apei în țesuturi. Pe vreme uscată, plantele reduc evaporarea apei: la plantele de deșert, țesuturile tegumentare ale frunzei se îngroașă sau se dezvoltă un strat de ceară sau pubescență densă pe suprafața frunzelor. Un număr de plante realizează o scădere a umidității prin reducerea limbei frunzelor (frunzele se transformă în țepi, adesea plantele își pierd complet frunzele - saxaul, tamariscul etc.).

În funcție de cerințele pentru regimul de apă, între plante se disting următoarele grupuri ecologice:

Hidratofite - plante care trăiesc constant în apă;

Hidrofite - plante doar parțial scufundate în apă;

Helophytes - plante de mlaștină;

Hygrophytes - plante terestre care trăiesc în locuri excesiv de umede;

Mezofiții - preferă umiditatea moderată;

Xerofite - plante adaptate la o lipsă constantă de umiditate; dintre xerofite distingem:

Suculente - acumularea de apă în țesuturile corpului lor (suculente);

Sclerofitele - pierderea unei cantități semnificative de apă.

Multe animale din deșert sunt capabile să se descurce fără apă potabilă; unii pot alerga repede și îndelung, făcând migrații lungi către un loc de adăpare (saiga, antilope, cămile etc.); unele animale obțin apă din alimente (insecte, reptile, rozătoare). Depozitele de grăsime ale animalelor din deșert pot servi ca un fel de rezervă de apă în organism: atunci când grăsimile sunt oxidate, se formează apă (depuneri de grăsime în cocoașa cămilelor sau depozite de grăsime subcutanată la rozătoare). Acoperirile de piele greu permeabile (de exemplu, la reptile) protejează animalele de pierderea umidității. Multe animale au devenit nocturne sau se ascund în vizuini pentru a scăpa de efectele de uscare ale umidității scăzute și supraîncălzirii. În condiții de uscăciune periodică, o serie de plante și animale intră într-o stare de repaus fiziologic - plantele se opresc din creștere și își pierd frunzele, animalele hibernează. Aceste procese sunt însoțite de un metabolism redus în perioada de uscăciune.

natura abiotică biosferică solară

Literatură

1. http://burenina.narod.ru/3-2.htm

http://ru-ecology.info/term/76524/

http://www.ecology-education.ru/index.php?action=full&id=257

http://bibliofond.ru/view.aspx?id=484744

Îndrumare

Ai nevoie de ajutor pentru a învăța un subiect?

Experții noștri vă vor sfătui sau vă vor oferi servicii de îndrumare pe subiecte care vă interesează.
Trimiteți o cerere indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a obține o consultație.

Impactul factorilor de mediu asupra organismelor vii în mod individual și asupra comunității în ansamblu are mai multe fațete. La evaluarea influenței unuia sau altuia factor de mediu, este important să se caracterizeze intensitatea acțiunii sale asupra materiei vii: în condiții favorabile, se vorbește despre un factor optim, iar cu un exces sau deficiență, un factor limitator.

Temperatura. Majoritatea speciilor sunt adaptate la o gamă destul de restrânsă de temperaturi. Unele organisme, în special în stadiul de repaus, sunt capabile să existe la temperaturi foarte scăzute. De exemplu, sporii microorganismelor pot rezista la răcire până la -200 °C. Anumite tipuri de bacterii și alge pot trăi și se pot multiplica în izvoarele termale la temperaturi cuprinse între +80 și -88 °C. Intervalul de fluctuații de temperatură în apă este mult mai mic decât pe uscat, iar limitele de rezistență la fluctuațiile de temperatură la organismele acvatice sunt mai înguste decât la cele terestre. Cu toate acestea, atât pentru locuitorii acvatici, cât și pentru cei terestre, temperatura optimă este în intervalul de la +15 la +30 ° С.

Există organisme cu temperatură instabilă a corpului - poikiloterme (din greacă. poikilos- diferit, schimbător și terma- căldură) și organisme cu o temperatură constantă a corpului - homoioterme (din greacă. homoios- asemănătoare şi terma- cald). Temperatura corpului organismelor poikiloterme depinde de temperatura mediului ambiant. Creșterea lui determină în ei o intensificare a proceselor vitale și, în anumite limite, o accelerare a dezvoltării.

Temperatura nu este constantă în natură. Organismele care sunt în mod normal expuse la fluctuațiile sezoniere de temperatură care apar în zonele temperate sunt mai puțin capabile să tolereze temperaturile constante. Fluctuațiile bruște ale temperaturii - înghețuri severe sau căldură - sunt, de asemenea, nefavorabile pentru organisme. Există multe dispozitive pentru a face față răcirii sau supraîncălzirii. Odată cu debutul iernii, plantele și animalele poikiloterme cad într-o stare de repaus de iarnă. Intensitatea metabolismului este redusă brusc, o mulțime de grăsimi și carbohidrați sunt stocate în țesuturi. Cantitatea de apă din celule scade, zaharurile și glicerina se acumulează, prevenind înghețarea. În sezonul cald porniți mecanisme fiziologice protejarea împotriva supraîncălzirii. La plante, evaporarea apei prin stomate crește, ceea ce duce la scăderea temperaturii frunzelor. La animalele aflate în aceste condiții crește și evaporarea apei prin sistemul respirator și piele. În plus, animalele poikiloterme evită supraîncălzirea prin comportament adaptativ: aleg habitate cu cel mai favorabil microclimat, se ascund în vizuini sau sub pietre în orele calde ale zilei și sunt active în anumite momente ale zilei etc.

Astfel, temperatura mediului ambiant este un factor important și adesea limitator de viață.

Animalele homoiotermale - păsările și mamiferele - sunt mult mai puțin dependente de condițiile de temperatură ale mediului. Modificările aromorfe ale structurii au permis acestor două clase să rămână active picături ascuțite temperaturile și stăpânesc aproape toate habitatele.

Efectul deprimant al temperaturilor scăzute asupra organismelor este intensificat de vânturile puternice.

Ușoară. Lumina sub formă de radiație solară asigură toate procesele de viață de pe Pământ (Fig. 25.4). Pentru organisme, lungimea de undă a radiației percepute, intensitatea acesteia și durata expunerii (lungimea zilei sau fotoperioada) sunt importante. Razele ultraviolete cu o lungime de undă mai mare de 0,3 microni reprezintă aproximativ 40% din energia radiantă care ajunge la suprafața pământului. În doze mici, sunt necesare pentru animale și oameni. Sub influența lor, în organism se formează vitamina D. Insectele disting vizual razele ultraviolete și le folosesc pentru a naviga pe teren pe vreme înnorată. Lumina vizibilă cu o lungime de undă de 0,4-0,75 microni are cel mai mare efect asupra corpului. Energia luminii vizibile este de aproximativ 45% din cantitatea totală de energie radiantă incidentă pe Pământ. Lumina vizibilă este cel mai puțin atenuată atunci când trece prin nori denși și apă. Prin urmare, fotosinteza poate avea loc atât pe vreme înnorată, cât și sub un strat de apă de o anumită grosime. Dar totuși, doar 0,1 până la 1% din energia solară primită este cheltuită pentru sinteza biomasei.

Orez. 25.4.

În funcție de condițiile de habitat, plantele se adaptează la umbră - plante tolerante la umbră sau, dimpotrivă, la soarele strălucitor - plante iubitoare de lumină. Ultimul grup include cerealele.

Un rol extrem de important în reglarea activității organismelor vii și a dezvoltării lor îl joacă durata expunerii la lumină - fotoperioada. În zonele temperate, deasupra și sub ecuator, ciclul de dezvoltare a plantelor și animalelor este cronometrat în funcție de anotimpurile anului și pregătirea pentru condițiile de temperatură în schimbare se realizează pe baza unui semnal de lungime a zilei, care, spre deosebire de alți factori sezonieri , este întotdeauna același într-un anumit moment al anului într-un anumit loc. Fotoperioada este, parcă, un mecanism de declanșare care activează secvențial procesele fiziologice care duc la creșterea, înflorirea plantelor primăvara, fructificarea vara și vărsarea frunzelor toamna, precum și la năpârlirea și acumularea de grăsime, migrarea și reproducerea în păsări și mamifere și debutul unui stadiu de repaus la insecte.

Pe lângă schimbările sezoniere, schimbarea zilei și a nopții determină ritmul zilnic de activitate atât al organismelor întregi, cât și al proceselor fiziologice. Capacitatea organismelor de a simți timpul, prezența unui „ceas biologic” în ele, este o adaptare importantă care asigură supraviețuirea unui individ în anumite condiții de mediu.

Radiația infraroșie reprezintă 45% din cantitatea totală de energie radiantă incidentă pe Pământ. Razele infraroșii cresc temperatura țesuturilor vegetale și animale, sunt bine absorbite de obiectele neînsuflețite, inclusiv de apă.

Pentru productivitatea plantelor, de ex. formarea materiei organice, cel mai important indicator este radiatia solara directa totala primita pe perioade lungi de timp (luni, ani).

Umiditate. Apa este o componentă necesară a celulei, prin urmare cantitatea ei în anumite habitate servește ca factor limitativ pentru plante și animale și determină natura florei și faunei dintr-o zonă dată. Excesul de apă în sol duce la dezvoltarea vegetației de mlaștină. În funcție de umiditatea solului (și de precipitațiile anuale), compoziția de specii a comunităților de plante se modifică. Cu o precipitație anuală de 250 mm sau mai puțin, se dezvoltă un peisaj deșert. Distribuția neuniformă a precipitațiilor de-a lungul anotimpurilor este, de asemenea, un factor limitator important pentru organisme. În acest caz, plantele și animalele trebuie să suporte secete lungi. Într-o perioadă scurtă de umiditate ridicată a solului, are loc acumularea producției primare pentru comunitate în ansamblu. El determină mărimea rezervei anuale de hrană pentru animale și saprofagi (din greacă. sapros- putred și fagos- devorator) - organisme care descompun reziduurile organice.

În natură, de regulă, există fluctuații zilnice ale umidității aerului, care, împreună cu lumina și temperatura, reglează activitatea organismelor. Umiditatea ca factor de mediu este important, deoarece modifică efectul temperaturii. Temperatura are un efect mai pronunțat asupra corpului dacă umiditatea este foarte ridicată sau scăzută. In acelasi fel, rolul umiditatii creste daca temperatura se apropie de limitele rezistentei speciei. Speciile de plante și animale care trăiesc în zone cu umiditate insuficientă, în proces de selecție naturală, s-au adaptat eficient la Condiții nefavorabile ariditate. La astfel de plante, sistemul radicular este puternic dezvoltat, presiunea osmotică a sevei celulare este crescută, ceea ce contribuie la reținerea apei în țesuturi, cuticula frunzei este îngroșată, iar limboza frunzei este mult redusă sau transformată în țepi. La unele plante (saxaul), frunzele se pierd, iar fotosinteza este realizată de tulpini verzi. În absența apei, creșterea plantelor din deșert încetează, în timp ce plantele iubitoare de umiditate se ofilesc și mor în astfel de condiții. Cactușii pot stoca un numar mare de apă în țesuturi și folosiți-o cu moderație. O adaptare similară a fost găsită în epurele deșertului african, care este un exemplu de evoluție paralelă a grupurilor neînrudite în condiții de mediu similare.

Animalele din deșert au, de asemenea, o serie de adaptări fiziologice pentru a tolera lipsa de apă. Animalele mici - rozătoare, reptile, artropode - extrag apa din alimente. Sursa de apă este și grăsimea, care se acumulează în cantități mari la unele animale (cocoașa unei cămile). În sezonul cald, multe animale (rozătoare, țestoase) hibernează, ținând câteva luni.

Radiații ionizante. Radiație de energie foarte mare care este capabilă să producă perechi de pozitive și ioni negativi, se numește ionizant. Sursa sa sunt substanțele radioactive conținute în stânci; mai mult, vine din spațiul cosmic.

Intensitate radiatii ionizanteîn mediu inconjurator a crescut semnificativ ca urmare a utilizării umane a energiei atomice. Teste de arme atomice, centrale nucleare, obținerea de combustibil pentru acestea și îngroparea deșeurilor, cercetare medicalași alte utilizări pașnice ale energiei nucleare creează „puncte fierbinți” locale și generează deșeuri, adesea eliberate în mediu în timpul transportului sau depozitării.

Dintre cele trei tipuri de radiații ionizante care sunt de mare importanță ecologică, două sunt radiații corpusculare (particule alfa și beta), iar al treilea este electromagnetic (radiația gamma și radiația cu raze X în apropierea acesteia).

Radiația corpusculară constă dintr-un flux de particule atomice sau subatomice care își transferă energia la orice se ciocnesc. Radiația alfa este nuclee de heliu, sunt uriașe în comparație cu alte particule, dimensiuni. Lungimea alergării lor în aer este de doar câțiva centimetri. Radiația beta este electroni rapizi. Dimensiunile lor sunt mult mai mici, lungimea căii în aer este de câțiva metri, iar în țesuturile unui organism animal sau vegetal - câțiva centimetri. Cât despre ionizant radiatie electromagnetica, atunci este asemănător cu lumina, doar că lungimea de undă este mult mai scurtă. Călătorește pe distanțe lungi în aer și pătrunde cu ușurință în materie, eliberându-și energia pe un traseu lung. Radiațiile gamma, de exemplu, pătrund ușor în țesuturile vii; această radiație poate trece prin corp fără niciun efect sau poate provoca ionizare pe distanțe lungi. Biologii se referă adesea la substanțele radioactive care emit radiații alfa și beta drept „emițători interni”, deoarece au cel mai mare efect atunci când sunt absorbite, ingerate sau plasate în alt mod în interiorul corpului. Substanțele radioactive care emit predominant radiații gamma sunt denumite „emițători externi”, deoarece această radiație penetrantă poate avea un efect atunci când sursa sa este în afara corpului.

Radiațiile cosmice și ionizante emise de substanțele radioactive naturale conținute în apă și sol formează așa-numita radiație de fond, la care sunt adaptate animalele și plantele existente. În diferite părți ale biosferei, fundalul natural variază de 3-4 ori. Cea mai scăzută intensitate se observă în apropierea suprafeței mării, iar cea mai mare la altitudini mari în munții formați din roci de granit. Intensitatea radiației cosmice crește odată cu înălțimea deasupra nivelului mării, iar rocile de granit conțin mai mulți radionuclizi naturali decât rocile sedimentare.

În general, radiațiile ionizante au un efect asupra mai mult dezvoltate și organisme complexe acțiunea cea mai pernicioasă, iar persoana diferă prin sensibilitate deosebită.

Dozele mari primite de organism într-un timp scurt (minute sau ore) se numesc doze acute, spre deosebire de dozele cronice pe care organismul le-ar putea tolera pe tot parcursul ei. ciclu de viață. Impactul dozelor cronice mici este mai dificil de măsurat, deoarece pot provoca efecte genetice și somatice pe termen lung. Orice creștere a nivelului de radiații în mediu deasupra fundalului sau chiar un fond natural ridicat poate crește frecvența mutațiilor dăunătoare.

La plantele superioare, sensibilitatea la radiațiile ionizante este direct proporțională cu dimensiunea nucleului celular. La animalele superioare, nu a fost găsită o astfel de relație simplă sau directă între sensibilitate și structura celulară; pentru ei, sensibilitatea sistemelor individuale de organe este mai importantă. Astfel, mamiferele sunt foarte sensibile chiar și la doze mici datorită lezării ușoare a țesutului hematopoietic care se divide rapid - măduva osoasă - prin iradiere. sensibilă şi tractului digestiv, și daune nefisibile celule nervoase observate numai la niveluri ridicate de expunere.

Când sunt eliberați în mediu, radionuclizii se dispersează și se diluează, dar pot căi diferite se acumulează în organismele vii pe măsură ce se deplasează în sus în lanțul trofic. Substanțele radioactive se pot acumula și în apă, sol, sedimente sau aer dacă rata de intrare depășește rata dezintegrarii radioactive naturale.

contaminanți. Condițiile vieții umane și stabilitatea biogeocenozelor naturale s-au deteriorat rapid în ultimele decenii din cauza poluării mediului cu substanțe generate ca urmare a activităților sale de producție. Aceste substanțe pot fi împărțite în două grupe: compuși naturali care sunt produse reziduale ale proceselor tehnologice și compuși artificiali care nu se găsesc în natură.

Prima grupă include dioxid de sulf (producția de topire a cuprului), dioxid de carbon (centrale termice), oxizi de azot, carbon, hidrocarburi, compuși ai cuprului, zincului și mercurului etc., îngrășăminte minerale (în principal nitrați și fosfați).

Al doilea grup include substanțe artificiale, care au proprietăți speciale care satisfac nevoile umane: pesticide (din lat. pestis- infecție, distrugere și cido- ucide) utilizat pentru combaterea dăunătorilor animalelor din culturile agricole, antibiotice utilizate în medicină și medicina veterinară pentru tratamentul bolilor infecțioase. Pesticidele includ insecticidele (din lat. insecta- insecte și cido- ucide) - mijloace pentru combaterea insectelor dăunătoare și erbicidelor (din lat. herba- iarba, planta si cido- ucide) - înseamnă pentru controlul buruienilor.

Toate au o anumită toxicitate (otrăvire) pentru oameni. În același timp, aceștia servesc ca factori de mediu abiotici antropici care au un impact semnificativ asupra compoziției speciilor a biogeocenozelor. Această influență se exprimă într-o modificare a proprietăților solului (acidificarea, trecerea elementelor toxice la o stare solubilă, tulburări structurale, sărăcirea compoziției speciilor sale); modificări ale proprietăților apei (mineralizare crescută, conținut crescut de nitrați și fosfați, acidificare, saturație cu agenți tensioactivi); o modificare a raportului elementelor din sol și apă, ceea ce duce la o deteriorare a condițiilor de dezvoltare a plantelor și animalelor.

Astfel de modificări servesc ca factori de selecție, în urma cărora se formează noi comunități de plante și animale cu o compoziție de specii epuizată.

Modificările factorilor de mediu în ceea ce privește efectul lor asupra organismelor pot fi: 1) regulat-periodice, de exemplu, în legătură cu momentul zilei, anotimpul anului sau ritmul mareelor din ocean; 2) neregulate, de exemplu, schimbări ale condițiilor meteo în diferiți ani, dezastre (furtuni, averse, alunecări de teren etc.); 3) dirijate: în caz de răcire sau încălzire a climei, de creștere excesivă a rezervoarelor etc. Populațiile de organisme care trăiesc într-un anumit mediu se adaptează la această variabilitate prin selecție naturală. Ele dezvoltă anumite morfologice şi caracteristici fiziologice care le permit să existe tocmai în acestea și în nicio altă condiție de mediu. Pentru fiecare factor care influențează organismul, există o forță de influență favorabilă, numită zona optimă a factorului ecologic sau pur și simplu optimul acestuia. Pentru organismele acestei specii, abaterea de la intensitatea optimă a acțiunii factorului (scădere sau creștere) deprimă activitatea vitală. Granițele dincolo de care are loc moartea organismului se numesc limitele superioare și inferioare ale rezistenței (Fig. 25.5).

Orez. 25.5. Intensitatea de acțiune a factorilor de mediu

Puncte de ancorare

Majoritatea speciilor de organisme sunt adaptate la viață într-un interval restrâns de temperaturi; valori optime temperaturile variază de la +15 la +30 °C.
Lumina sub formă de radiație solară asigură toate procesele de viață de pe Pământ.
Radiațiile cosmice și ionizante emise de substanțele radioactive naturale formează radiația „de fond” la care sunt adaptate plantele și animalele existente.
Poluanţii care au efect toxic asupra organismelor vii, sărăcească componența speciilor a biocenozelor.

Întrebări și sarcini pentru repetare

1. Care sunt factorii de mediu abiotici?
2. Ce adaptări au plantele și animalele la modificările temperaturii mediului?
3. Indicați care parte din spectrul de radiații vizibile al Soarelui este absorbită cel mai activ de clorofila plantelor verzi?
4. Povestește-ne despre adaptările organismelor vii la lipsa apei.
5. Descrieți impactul diferite feluri radiații ionizante asupra organismelor animale și vegetale.
6. Care este impactul poluanților asupra stării biogeocenozelor?

Ţintă: dezvăluie caracteristicile factorilor de mediu abiotici și ia în considerare impactul acestora asupra organismelor vii.

Sarcini: familiarizarea elevilor cu factorii de mediu; dezvăluie caracteristicile factorilor abiotici, ia în considerare efectul temperaturii, luminii și umidității asupra organismelor vii; identifica diferite grupuri de organisme vii în funcție de influența diferiților factori abiotici asupra acestora; a executa sarcină practică prin definiţia grupelor de organisme, în funcţie de factorul abiotic.

Echipamente: prezentare pe calculator, sarcini pe grupe cu poze cu plante și animale, sarcină practică.

ÎN CURILE CURĂRILOR

Toate organismele vii care locuiesc pe Pământ sunt influențate de factorii de mediu.

Factori de mediu- sunt proprietăți individuale sau elemente ale mediului care afectează direct sau indirect organismele vii, cel puțin în timpul uneia dintre etapele dezvoltării individuale. Factorii de mediu sunt diverși. Există mai multe calificări, în funcție de abordare. Aceasta este în funcție de impactul asupra activității vitale a organismelor, în funcție de gradul de variabilitate în timp, în funcție de durata de acțiune. Luați în considerare clasificarea factorilor de mediu în funcție de originea lor.

Vom lua în considerare impactul primului trei factori abiotici mediu, deoarece influența lor este mai semnificativă - acestea sunt temperatura, lumina și umiditatea.

De exemplu, la gândacul de mai, stadiul larvar are loc în sol. Este influențată de factori abiotici de mediu: sol, aer, indirect umiditate, compoziție chimică sol - lumina nu afectează deloc.

De exemplu, bacteriile sunt capabile să supraviețuiască în cele mai extreme condiții - se găsesc în gheizere, izvoare cu hidrogen sulfurat, apă foarte sărată, la adâncurile oceanelor, foarte adânc în sol, în gheața Antarcticii, pe cel mai mult. vârfuri înalte(chiar Everest 8848 m), în corpurile organismelor vii.

TEMPERATURA

Majoritatea speciilor de plante și animale sunt adaptate la o gamă destul de restrânsă de temperaturi. Unele organisme, în special în stare de repaus sau anabioză, sunt capabile să reziste destul de mult temperaturi scăzute. Fluctuația de temperatură în apă este de obicei mai mică decât pe uscat, astfel încât limitele de toleranță la temperatură la organismele acvatice sunt mai grave decât la cele terestre. Ritmul metabolismului depinde de temperatură. Practic, organismele trăiesc la temperaturi de la 0 la +50 pe suprafața nisipului din deșert și până la -70 în unele zone din Siberia de Est. Intervalul mediu de temperatură este de la +50 la -50 în habitatele terestre și de la +2 la +27 în Oceanul Mondial. De exemplu, microorganismele pot rezista la răcire până la -200, anumite tipuri bacteriile și algele pot trăi și se pot multiplica în izvoarele termale la temperaturi de +80, +88.

Distinge organisme animale:

cu o temperatură constantă a corpului (cu sânge cald);
cu temperatura corpului instabilă (sânge rece).

Organisme cu temperatură instabilă a corpului (pești, amfibieni, reptile)

Temperatura nu este constantă în natură. Organismele care trăiesc în latitudini temperate și sunt supuse fluctuațiilor de temperatură sunt mai puțin capabile să tolereze temperatura constantă. Fluctuațiile bruște - căldură, înghețuri - sunt nefavorabile organismelor. Animalele au dezvoltat adaptări pentru a face față răcirii și supraîncălzirii. De exemplu, odată cu debutul iernii, plantele și animalele cu temperatură instabilă a corpului cad într-o stare de repaus de iarnă. Rata lor metabolică este redusă brusc. În pregătirea pentru iarnă, în țesuturile animalelor sunt stocate o mulțime de grăsimi și carbohidrați, cantitatea de apă din fibre scade, zaharurile și glicerina se acumulează, ceea ce previne înghețarea. Astfel, rezistența la îngheț a organismelor iernante crește.

În sezonul cald, dimpotrivă, sunt activate mecanisme fiziologice care protejează împotriva supraîncălzirii. La plante, evaporarea umidității prin stomată crește, ceea ce duce la scăderea temperaturii frunzelor. La animale, evaporarea apei prin sistemul respirator și prin piele crește.

Organisme cu o temperatură constantă a corpului. (păsări, mamifere)

Aceste organisme au suferit modificări în structura internă a organelor, ceea ce a contribuit la adaptarea lor la o temperatură constantă a corpului. Aceasta, de exemplu, este o inimă cu 4 camere și prezența unui arc aortic, care asigură separarea completă a fluxului sanguin arterial și venos, metabolismul intens datorită alimentării țesuturilor cu sânge arterial saturat cu oxigen, pene sau linia părului. organism, care contribuie la păstrarea căldurii, bine dezvoltat activitate nervoasa). Toate acestea au permis reprezentanților păsărilor și mamiferelor să rămână activi în cazul unor schimbări bruște de temperatură și să stăpânească toate habitatele.

În condiții naturale, temperatura este foarte rar menținută la un nivel favorabil vieții. Prin urmare, plantele și animalele au adaptări speciale care slăbesc fluctuațiile bruște de temperatură. Animalele precum elefanții au auricule mari în comparație cu strămoșul lor din climă rece, mamutul. Pavilionul urechii pe lângă organul auzului, îndeplinește și funcția de termostat. La plante, pentru a proteja împotriva supraîncălzirii, apare un strat de ceară, o cuticulă densă.

UȘOARĂ

Lumina asigură toate procesele vitale care au loc pe Pământ. Pentru organisme, lungimea de undă a radiației percepute, durata și intensitatea expunerii sunt importante. De exemplu, la plante, o scădere a duratei orelor de lumină și a intensității iluminării duce la căderea frunzelor de toamnă.

De în raport cu lumina plantelor divizat in:

iubitoare de lumină- au frunze mici, lăstari puternic ramificați, mult pigment - cereale. Dar creșterea intensității luminii dincolo de optimul inhibă fotosinteza, așa că este dificil să obțineți recolte bune la tropice.
iubitoare de umbre e - au frunzele subtiri, mari, dispuse orizontal, cu mai putine stomi.
tolerant la umbră- plante capabile să trăiască în condiții de iluminare bună, și în condiții de umbrire

Un rol important în reglarea activității organismelor vii și a dezvoltării lor îl joacă durata și intensitatea expunerii la lumină. - fotoperioada.În latitudinile temperate, ciclul de dezvoltare al animalelor și plantelor este cronometrat în funcție de anotimpurile anului, iar semnalul de pregătire pentru schimbările de temperatură este lungimea luminii zilei, care, spre deosebire de alți factori, rămâne întotdeauna constantă într-un anumit loc și la un anumit timp. Fotoperiodismul este un mecanism de declanșare care include procese fiziologice care duc la creșterea și înflorirea plantelor primăvara, rodirea vara, scăderea frunzelor toamna în plante. La animale, la acumularea de grăsime până în toamnă, reproducerea animalelor, migrarea acestora, zborul păsărilor și debutul fazei de repaus la insecte. ( mesajul studentului).

Pe lângă schimbările sezoniere, există și modificări diurne ale regimului de iluminare, schimbarea zilei și a nopții determină ritmul zilnic al activității fiziologice a organismelor. O adaptare importantă care asigură supraviețuirea unui individ este un fel de „ Ceasul biologic', capacitatea de a simți timpul.

Animale, a cărui activitate depinde din timpul zilei, Vino cu stilul de viață de zi, nocturn și crepuscular.

UMIDITATE

Apa este o componentă necesară a celulei, prin urmare cantitatea ei în anumite habitate este un factor limitativ pentru plante și animale și determină natura florei și faunei dintr-o anumită zonă.

Excesul de umiditate în sol duce la înfundarea solului și la apariția vegetației de mlaștină. În funcție de umiditatea solului (precipitații), compoziția speciilor a vegetației se modifică. Pădurile de foioase sunt înlocuite cu vegetație de frunze mici, apoi de silvostepă. Mai departe iarbă scurtă, și la 250 ml pe an - deșert. Precipitațiile pe tot parcursul anului pot să nu cadă uniform, organismele vii trebuie să suporte secete lungi. De exemplu, plantele și animalele din savane, unde intensitatea acoperirii vegetației, precum și hrănirea intensivă a ungulatelor, depind de sezonul ploios.

În natură, apar și fluctuații zilnice ale umidității aerului, care afectează activitatea organismelor. Există o relație strânsă între umiditate și temperatură. Temperatura afectează mai mult corpul atunci când umiditatea este ridicată sau scăzută. Plantele și animalele au evoluat adaptări la diferite grade de umiditate. De exemplu, în plante - se dezvoltă un sistem puternic de rădăcină, cuticula frunzei este îngroșată, lama frunzei este redusă sau transformată în ace și țepi. În saxaul, fotosinteza are loc în partea verde a tulpinii. Plantele încetează să crească în perioadele secetoase. Cactusii stochează umiditatea în partea extinsă a tulpinii, ace în loc de frunze reduc evaporarea.

Animalele au dezvoltat, de asemenea, adaptări care le permit să suporte lipsa de umiditate. Animalele mici - rozătoare, șerpi, țestoase, artropode - extrag umezeala din alimente. O substanță asemănătoare grăsimii, de exemplu, într-o cămilă, poate deveni o sursă de apă. Pe vreme caldă, unele animale - rozătoare, țestoase hibernează, care a durat câteva luni. Plantele - efemere până la începutul verii, după o scurtă înflorire, își pot pierde frunzele, pot muri de pe pământ și astfel supraviețuiesc perioadei de secetă. În același timp, bulbii și rizomii se păstrează până în sezonul următor.

De plante în raport cu apa acțiune:

plante acvatice umiditate crescută;
udă plantele, uscat-apa;
plante terestre;
plante din locuri uscate și foarte uscate, trăiește în locuri cu umiditate insuficientă, poate tolera o scurtă secetă;
suculent- suculente, acumulează apă în țesuturile corpului lor.

Relativ la a adăpa animalele acțiune:

animale iubitoare de umezeală;
grup intermediar;
animale uscate.

Tipuri de adaptări ale organismelor la fluctuațiile de temperatură, umiditate și lumină:

sânge cald – menținerea unei temperaturi constante a corpului;
hibernare - somn prelungit al animalelor în sezonul de iarnă;
anabioza - o stare temporară a corpului în care procesele vitale sunt încetinite la minimum și toate semne vizibile viata (observata la animalele cu sange rece si la animale iarna si intr-o perioada calduroasa);
rezistenta la inghet b este capacitatea organismelor de a suporta temperaturi negative;
stare de repaus - proprietatea adaptativă a unei plante perene, care se caracterizează prin încetarea creșterii vizibile și a activității vitale, moartea lăstarilor de pământ în formele erbacee de plante și căderea frunzelor în formele lemnoase;
vara linistita- proprietatea adaptativa a plantelor cu flori timpurii (lalele, sofran) din regiunile tropicale, deserturi, semideserturi.

(Mesaje elevilor.)

Hai sa facem concluzie, asupra tuturor organismelor vii, i.e. plantele și animalele sunt afectate de factori de mediu abiotici (factori de natură neînsuflețită), în special de temperatură, lumină și umiditate. În funcție de influența factorilor de natură neînsuflețită, plantele și animalele sunt împărțite în diferite grupuri și dezvoltă adaptări la influența acestor factori abiotici.

Sarcini practice pentru grupuri:(Atasamentul 1)

1. SARCINA: Dintre animalele enumerate, numiți-i pe cei cu sânge rece (adică, cu temperatura corpului instabilă).

2. SARCINA: Dintre animalele enumerate, numiți cu sânge cald (adică cu o temperatură constantă a corpului).

3. SARCINA: selectati dintre plantele propuse pe cele iubitoare de lumina, iubitoare de umbra si tolerante la umbra si notati-le in tabel.

4. OBIECTIV: Alegeți animale diurne, nocturne și crepusculare.

5. SARCINA: selectați plante legate de grupuri diferiteîn raport cu apa.

6. OBIECTIV: Alegeți animalele aparținând unor grupuri diferite în raport cu apa.

Sarcini pe tema „factori abiotici ai mediului”, răspunde(

Introducere

În fiecare zi tu, grăbindu-te cu treburile tale, mergi pe stradă, tremurând de frig sau transpirați de căldură. Și după o zi de lucru, mergi la magazin, cumpără mâncare. Ieșind din magazin, opriți în grabă un microbuz care trece și coborâți neputincios la cel mai apropiat loc liber. Pentru mulți, acesta este un mod de viață familiar, nu-i așa? Te-ai gândit vreodată cum merge viața în termeni de ecologie? Existența omului, a plantelor și a animalelor este posibilă doar prin interacțiunea lor. Nu se descurcă fără influența naturii neînsuflețite. Fiecare dintre aceste tipuri de influență are propria sa denumire. Deci, există doar trei tipuri de impact asupra mediului. Aceștia sunt factori antropici, biotici și abiotici. Să ne uităm la fiecare dintre ele și la impactul său asupra naturii.

1. Factori antropici – impactul asupra naturii tuturor formelor de activitate umană

Când este menționat acest termen, nu-mi vine în minte niciun gând pozitiv. Chiar și atunci când oamenii fac ceva bun pentru animale și plante, este din cauza consecințelor lucrurilor rele făcute anterior (de exemplu, braconajul).

Factori antropogeni (exemple):

Uscarea mlaștinilor.
Fertilizarea câmpurilor cu pesticide.
Braconaj.
Deșeuri industriale (foto).

Concluzie

După cum puteți vedea, practic o persoană dăunează doar mediului. Și din cauza creșterii producției economice și industriale, nici măcar măsurile de protecție a mediului instituite de voluntari rari (crearea de rezerve, mitinguri de mediu) nu mai ajută.

2. Factori biotici – influența faunei sălbatice asupra unei varietăți de organisme

Pur și simplu, aceasta este interacțiunea plantelor și animalelor între ele. Poate fi atât pozitiv, cât și negativ. Există mai multe tipuri de astfel de interacțiuni:

1. Concurență - astfel de relații între indivizi din aceeași specie sau specii diferite, în care utilizarea unei anumite resurse de către unul dintre ei reduce disponibilitatea acesteia pentru alții. În general, în timpul competiției, animalele sau plantele se luptă între ele pentru bucata lor de pâine.

2. Mutualism - o astfel de relație în care fiecare dintre specii primește un anumit beneficiu. Mai simplu spus, atunci când plantele și/sau animalele se completează armonios.

3. Comensalismul este o formă de simbioză între organisme de diferite specii, în care unul dintre ele folosește locuința sau organismul gazdă ca loc de așezare și poate mânca resturile de alimente sau produse ale activității sale vitale. În același timp, nu aduce niciun prejudiciu sau beneficiu proprietarului. În general, un mic plus discret.

Factori biotici (exemple):

Coexistența peștilor și a polipilor de corali, a protozoarelor flagelare și a insectelor, a copacilor și a păsărilor (ex. ciocănitoare), a graurilor și a rinocerilor.

Concluzie

În ciuda faptului că factorii biotici pot fi dăunători pentru animale, plante și oameni, există și beneficii foarte mari de la aceștia.

3. Factori abiotici - impactul naturii neînsuflețite asupra unei varietăți de organisme

Da, iar natura neînsuflețită joacă, de asemenea, un rol important în procesele vieții animale, plante și oameni. Poate cel mai important factor abiotic este vremea.

Factori abiotici: exemple

Factorii abiotici sunt temperatura, umiditatea, iluminarea, salinitatea apei și a solului, precum și mediul aerian și compoziția sa gazoasă.

Concluzie

Factorii abiotici pot dăuna animalelor, plantelor și oamenilor, dar totuși le beneficiază în mare parte.

Rezultat

Singurul factor care nu avantajează nimănui este antropic. Da, nici nu aduce nimic bun unei persoane, deși este sigur că schimbă natura pentru binele său și nu se gândește la ce se va transforma acest „bine” pentru el și urmașii săi peste zece ani. Omul a distrus deja complet multe specii de animale și plante care și-au avut locul în ecosistemul mondial. Biosfera Pământului este ca un film în care nu există roluri minore, toate sunt principalele. Acum imaginați-vă că unele dintre ele au fost îndepărtate. Ce s-a intamplat in film? Așa este în natură: dacă cel mai mic grăunte de nisip dispare, marea clădire a Vieții se va prăbuși.