Взаимоотношения организма и среды

Организм, или особь, как функциональное целое контактирует с другими организмами и тем или иным способом откликается на внешний мир и воздействует на него. Можно говорить, что у каждой особи есть окружающая среда — совокупность разнообразных внешних элементов (других организмов, света, почвы, осадков и т.

п.), воздействующих на отдельный организм или на их сообщества.
Все факторы, которые тем или иным образом определяют возможности существования и размножения какой-либо особи или их группы, называют экологическими. Ясно, что для разных живых существ и в разных условиях значимость тех или иных факторов меняется. К числу основных экологических факторов принадлежат солнечная радиация, теплообеспеченность, количество выпадающих осадков и влажность воздуха, давление, состав вод, почв и горных пород. Все эти факторы, прямо не связанные с жизнедеятельностью других живых существ, называют абиотическими. Но для многих важно взаимодействие с какими-то иными живыми организмами, т. е. биотическими факторами.
Сегодня можно смело выделить в качестве самостоятельной группы антропогенные факторы, т. е. те воздействия со стороны человека, которые приводят к изменению образа жизни, численности, жизнеспособности других организмов.
Каждая особь приспособлена к существованию в каких-то пределах изменений того или иного фактора. Этот диапазон часто называют зоной толерантности (рис. 1). Когда сочетание этих факторов удачно, то говорят, что условия оптимальны. Если же особь (или особи) живет у самого предела возможного, то такие условия называют пессимальными. Если значение хотя бы одного фактора резко отличается от допустимого, то это приводит либо к гибели особи, либо к резкому снижению ее жизнеспособности. Такие факторы называют лимитирующими.

Рис. 1. Зона толерантности и положение оптимума

В экологии этот эффект известен как закон Либиха, или закон лимитирующих факторов: даже единственный фактор за пределами области своего оптимума приводит к снижению жизнеспособности особи и в конце концов — к ее гибели. Автор этого заключения — немецкий химик Юстус Либих—утверждал, что урожай зависит от того вещества, которого недостатает.
Вы, конечно, понимаете, что действительные взаимоотношение организма и среды крайне сложны и определяются взаимодействием огромного количества факторов. Кроме того, их роль может меняться не только на протяжении онтогенеза, но даже и в течение суток. Однако можно выделить несколько ведущих факторов и исследовать их.
Солнечная радиация — это один из главнейших факторов. Он связан с общим количеством солнечной энергии, поступающей на какой-то участок поверхности Земли. Наиболее важно это для фотосинтезирующих растений. Кроме того, этот фактор значительно влияет на характер распределения некоторых других (температуры, осадков).
До живых существ доходит только часть солнечного излучения с длинами волн от 0,29 до 3 мкм. В поступающей энергии чуть меньше половины приходится на видимый свет (0,39 - 0,76 мкм). Фотосинтетическая система растений поглощает излучение преимущественно между 0,38 и 0,74 мкм. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны короче 0,29 мкм губительны для большинства живых организмов, но, к счастью, они поглощаются озоновым слоем стратосферы.
Как растения, так и животные по-разному относятся к свету. Некоторые из них предпочитают высокую освещенность (степные злаки, многие сорняки), а другие лучше развиваются в тени (сныть). Кроме того, многие различаются по своему отношению к ритмике освещенности. Одни любят короткий световой день (например, земляника, первоцветы, хризантемы), а другие — длинный (лен, белена, овес и др.). Есть и виды, нейтрально относящиеся к длине светового дня (гречиха, горох и др.).
Теплообеспеченность принадлежит к числу основных и наиболее известных (и понятных каждому) экологических факторов. Кто из нас, жителей России, не мерз зимой, не жаловался на жару в знойный летний день. Но люди могут одеться, затопить печку, спрятаться у себя дома. Для многих животных, а тем более растений и грибов, такие пути выживания не доступны. Не случайно общая плотность организмов гораздо выше в тропических широтах.
Для наземных животных и растений обычные пределы существования (в том числе в состоянии покоя) располагаются между - 70 и + 55 оС, для обитателей континентальных вод — от 0 до +93 оС, а для жителей морей и океанов — от -3,3 до + 36 оС. Чаще всего тот или иной организм способен существовать в более узких границах. Вместе с тем некоторые прокариоты обитают в горячих источниках на дне океана, температура выбросов которых может превышать + 100 оС.
Для большинства живых существ важна и общая продолжительность теплого периода, определяющая количество возможной накопленной энергии.
Количество осадков и влажность также существенны для всех живых существ, ведь каждый организм состоит в основном из воды.

Поэтому наземные растения, грибы и животные часто предпочитают жить в местах, где выпадает достаточно много осадков и велика влажность воздуха или почв. У них также появляются специальные приспособления к извлечению воды из воздуха, почв, других живых существ и к ее сбережению. Таковы очень длинные корни, плотные покровы и уменьшенные листья пустынных растений. Местные животные также экономят влагу и нередко используют так называемую метаболическую воду, полученную в результате окисления жиров.
Для многих деревьев необходимо не менее 750 мм осадков в год. Значительное количество влаги используется и культурными растениями: так, зерновые нуждаются в 365—760 мм осадков.
Существование многих водных животных и растений определяется океаническими течениями, их скоростью, направлением, сезонными изменениями. Давление воздуха и воды также принадлежит к числу ведущих экологических факторов. Однако их роль далеко не так очевидна, как значимость теплообеспеченности или влажности. Но в морях и океанах резкое увеличение давления воды с глубиной ограничивает возможность существования многих групп. Некоторые животные, способные обитать на больших глубинах, гибнут при извлечении на поверхность.
Состав почв и горных пород заметно влияет на различные растения и грибы, в меньшей степени это относится к животным. Этот экологический фактор является сложным. Его воздействие связано как с влагонасыщенностью, так и с химическим составом почв и горных пород. Распространение многих растений четко отражает распределение некоторых химических элементов или соединений. Особенно известна приуроченность к известнякам и к засоленным почвам. Сказывается и общее плодородие почв.
Чаще всего именно с почвами и подстилающими их горными породами (а также с почвенными и напочвенными водами!) связано накопление и перераспределение жизненно важных химических элементов и их соединений. Практически для всех растений крайне важны азот, фосфор, сера, калий, кальций и магний, а также железо, марганец, цинк, медь, молибден, бор и хлор, реже — натрий, кобальт, алюминий и кремний.
Химический состав почв определяет их кислотность (рН). Для многих растений описаны ее оптимальные пределы. Например, мать-и-мачеха тяготеет к нейтрально-щелочным почвам, а ель и осина — к слабокислым. Некоторые могут быть приспособлены

к очень специфическим условиям: например, растут на
засоленных почвах и при этом накапливают соли.
Соленость воды определяет жизненные возможности многих обитателей водоемов. Часто прослеживается приспособление к узкому диапазону солености: например, солоноватым водам в устьях рек (таковы береговые крабы, некоторые двустворчатые моллюски) (рис. 2).
Для многих групп животных и растений важным экологическим фактором является огонь, в первую очередь пожары. Часто воздействие огня не гибельно, а, наоборот, просто необходимо для дальнейшего развития животных и растений. Так, семена некоторых растений могут прорастать только после того, как побывают в пламени.
В последние годы прослежена экологическая роль естественного электромагнитного поля и ионизирующей радиации. Выявлено и воздействие этих факторов на состояние отдельных особей, в том числе человека.
Рис. 2. Зоны толерантности обитателей солоноватых и соленых вод (по Фарбу из Сафьянова, 1987, с упрощением)
Биотические факторы часто являются господствующими, но и они весьма различны. Объединяет их воздействие одних живых организмов на другие. Обычно вспоминают хищничество, паразитизм и растительноядность (фитофагию), т. е. взаимоотношения, когда одна особь поедает другую (или ее

часть) и тем самым либо уничтожает ее, либо снижает жизнеспособность и возможность к самовоспроизведению.
Нечто иное представляет собой конкуренция, когда особи не могут поделить что-либо существенное для их жизни (гнездовой участок, пищу, самку и т. д.). Другие последствия связаны с мутуализмом — взаимовыгодным сожительством или взаимовыгодной связью разных особей. В этом случае одна особь фактически помогает другой выжить или расселиться.
Антропогенные факторы связаны с воздействием человека на другие живые организмы. Это влияние очень часто носит косвенный характер (например, выброс углекислого газа или соединений серы промышленными предприятиями). Фактически по своему характеру почти все типы воздействия человека можно уподобить естественным абиотическим и биотическим факторам. Но в отличие от природных факторов влияние человека может быть гораздо более быстрым и мощным, а кроме того, необычным для данного места.
К счастью, родственные особи не идентичны по отношению к экологическим факторам, как природным, так и антропогенным. Поэтому в большинстве случаев есть вероятность, что при наступлении неблагоприятной обстановки какая-то их группа выживет и даст потомство.

<< | >>

Источник: Сергеев М. Г.. Основы экологии: Учеб. пособие. 2005

Еще по теме Взаимоотношения организма и среды:

- Геоэкология - Основы экологии - Экологический мониторинг - Экология животных - Экология насекомых - Экология почв и агроэкология - Экология птиц - Экология рыб -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -