Экологические факторы
и закономерности их действия

ЕГЭ 7.2. Экологические факторы и закономерности их действия. Классификация экологических факторов: абиотические, биотические, антропогенные. Общие закономерности действия экологических факторов. Правило минимума (К. Шпренгель, Ю. Либих). Толерантность. Эврибионтные и стенобионтные организмы. Абиотические факторы. Свет как экологический фактор. Действие разных участков солнечного спектра на организмы. Экологические группы растений и животных по отношению к свету. Сигнальная роль света. Фотопериодизм. Температура как экологический фактор. Действие температуры на организмы. Пойкилотермные и гомойотермные организмы. Эвритермные и стенотермные организмы. Влажность как экологический фактор. Приспособления растений к поддержанию водного баланса. Классификация растений по отношению к воде. Приспособления животных к изменению водного режима… 

Вы смотрите конспект для 10-11 классов при подготовке к ЕГЭ. Смотрите похожий конспект для 5-9 классов при подготовке к ОГЭ: «Влияние экологических факторов».

Среда обитания организмов

Экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания. Она рассматривает особенности развития, размножения и выживания особей, структуру и динамику популяций и сообществ в зависимости от окружающей среды.

Условия существования — совокупность факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать.

Среда обитания (среда жизни) — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определённое воздействие. На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. 

Полную информацию о каждой среде обитания (жизни) смотрите в конспекте для 5-9 классов при подготовке к ОГЭ: «Среда обитания (среда жизни)». В общем случае и при подготовке к ГИА можно считать понятия «среда обитания», «среда жизни» и «природная среда» синонимами. Также синонимами можно считать «факторы среды» и «экологические факторы». Если при подготовке к ОГЭ вы заметили различия между этими понятиями в тренировочных заданиях ОГЭ, то сообщите нам об этом в поле комментариев.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Все действия среды обитания, влиянию которых подвергаются организмы, называют экологическими факторами.

Экологические факторы – различные компоненты окружающей среды прямо или косвенно влияющие на живые организмы. Выделяют следующие экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные.

Абиотические факторы — компоненты неживой природы. Биотические факторы — воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). Антропогенные факторы — деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).

Факторы среды имеют количественное выражение. По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения) и пределы выносливости организма. Оптимум — такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна. В зоне пессимума жизнедеятельность организмов угнетена. За пределами выносливости существование организма невозможно. Различают нижний и верхний предел выносливости.

■ Абиотические факторы

1. ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ — макро и микрорельеф местности.
2. ПОЧВЕННЫЕ — механический и химический состав, проницаемость и т.д.
3. КЛИМАТИЧЕСКИЕ:

• Температура. Приспособления к колебаниям температуры: миграция — переселение в более благоприятные условия, анабиоз — состояние резкого угнетения жизненных процессов, когда видимые проявления жизни временно прекращаются (спячка — животные, споры — микроорганизмы, цисты — простейшие).
• Свет. По отношению к свету различают растения: светолюбивые — растения открытых, постоянно освещаемых местообитаний; тенелюбивые (сциофиты) — растения затенённых местообитаний; теневыносливые (факультативные гелиофиты) — растения, произрастающие в условиях разной световой обеспеченности. Для животных свет играет информационную роль (таксисы). Фотопериодизм — реакция организма на длину дня (светлого времени суток).
• Влага (влажность). По отношению к влаге растения делятся на: гидрофиты — водные растения (кувшинка, ряска, стрелолист); гигрофиты — растения влажных (избыточного увлажнения) местообитаний (аир, вахта); мезофиты — растения нормальных условий влажности (ландыш, валериана); ксерофиты — растения сухих местообитаний (саксаул, верблюжья колючка, кактус).

Подробнее о климатических факторах читайте в конспекте «Влияние экологических факторов».

Правило Бергмана: теплокровные животные, обитающие в холодных климатических зонах, имеют большие размеры тела, чем их сородичи в более тёплых местообитаниях.
Правило Аллена: выступающие части (ушные раковины, клювы, хвосты, конечности) увеличиваются при продвижении к югу.

Действие разных участков солнечного спектра на организмы. В спектре солнечного света выделяют области, различные по своему биологическому действию. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (бактерицидное действие, стимуляция роста и развития клеток, синтез витамина D и т.д.), в больших дозах губительны из-за способности вызывать мутации. Значительная часть ультрафиолетовых лучей отражается озоновым слоем. Видимые лучи — основной источник жизни на Земле, дающий энергию для фотосинтеза. Инфракрасные лучи — основной источник тепловой энергии.

Помимо энергетической функции, свет выполняет ещё и сигнальную роль. Фоторецепторы, расположенные на листьях растения, улавливают волны, но не используют, а просто видят, задают импульсы и реагируют. Так, например, уменьшение светового дня служит сигналом, что пора переходить на цветение и растение запускает эти процессы. У животных свет играет роль сигнального раздражителя для глаз.

Пределы колебаний фактора, при которых возможно существование данного вида организмов (например, температура от О °С до 45 °С), называют диапазоном устойчивости или пределами выносливости вида. При этом оптимальным, наиболее благоприятным для данного вида является более узкий диапазон (например, температура от 18 °С до 28 °С). Биологический оптимум — это наилучшее сочетание условий для вида (например, температура от 18 °С до 28 °С, влажность от 60% до 85% и т. д.). Если в определённой местности какой-то из факторов приближается к пределу максимума или минимума диапазона устойчивости вида, то недостаток или избыток именно этого фактора ограничивает возможности нормальной жизнедеятельности, и такой фактор называют лимитирующим или ограничивающим. Например, в пустыне ограничивающим фактором для растений является количество влаги.

■ Биотические факторы

1) Взаимоотношения организмов разных видов

• Хищничество — взаимодействие, при котором один организм (хищник) использует в пищу другой (жертву).
• Нейтрализм — два вида существуют на одной территории («соседи»), но не взаимодействуют друг с другом.
• Межвидовая конкуренция — взаимодействие (соревнование) между особями разных видов, имеющих сходные потребности (в пище, местах гнездования).
• Симбиоз — совместное существование двух видов организмов. Один вид (симбионт) существует благодаря эксплуатации другого (хозяина). Формы симбиоза:
  • Комменсализм (нахлебничество) — выгоду получает только комменсал, присутствие которого для партнёра остаётся безразличным (рыба-прилипала).
  • Мутуализм — форма сожительства, при которой оба организма извлекают выгоду друг от друга и ни одна сторона не может существовать без другой (клубеньковые бактерии).
  • Паразитизм характеризуется антагонистическими отношениями: паразит, питаясь за счёт хозяина (его тканей, крови, питательных веществ), причиняет ему вред, хозяин стремится уничтожить или удалить паразита либо подавить его активность и жизнеспособность.

2) Взаимоотношения организмов одного вида

• Внутривидовая конкуренция — соревнование между особями одного вида за ресурс, имеющийся в ограниченном количестве.
• Кооперация — сотрудничество, стайный, стадный образ жизни многих животных позволяет им успешно защищаться от хищников, обеспечивать выживание детёнышей.

Подробнее о взаимоотношениях организмов читайте в конспекте «Взаимосвязи организмов в природных сообществах».

■ Антропогенные факторы

Воздействие деятельности человека:

• Положительное воздействие (разумное преобразование природы: посадка лесов, создание искусственных водохранилищ и т. д.).
• Отрицательное воздействие (загрязнение Мирового океана; парниковый эффект и т. д.)

Общие закономерности действия
экологических факторов

Факторов среды — великое множество, и представители разных видов реагируют на них по-разному, однако можно выявить ряд общих законов действия факторов среды на организмы.

• Правило экологической индивидуальности – не существует двух близких видов, сходных по своим адаптациям;
• Правило относительной независимости адаптаций – хорошая приспособленность к одному фактору не означает такой же адаптированности к другим;
• Закон оптимума – каждый фактор положительно влияет на организм только в определённых пределах;
• Закон взаимокомпенсации факторов – отсутствие или недостаток некоторых экологических факторов может быть частично компенсировано действием других факторов;
• Закон ограничивающих факторов или Закон минимума Либиха – наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. В другие отрезки времени ограничивающими могут быть другие факторы.

Все экологические факторы могут оказывать стимулирующее или угнетающее действие — это зависит от силы действия фактора, т. е. от его количественных показателей. Реакция организмов разных видов на любой фактор проявляется в их активности и выносливости в зависимости от интенсивности воздействия фактора. Закон оптимума (лат. optimum — «наилучшее») отражает реакцию видов на изменение силы действия любого фактора. Есть определённые границы действия каждого фактора, в пределах которых жизнеспособность организмов возрастает. Это зона оптимума (улучшения, возрастания). При отклонениях силы воздействия фактора от данной зоны в сторону уменьшения или увеличения жизнеспособность организмов падает. Это зоны пессимума (угнетения). Если действие фактора выходит за определённые, минимально или максимально возможные для вида пределы, организмы погибают. Губительное значение фактора называют критической точкой.

Чтобы управлять жизнедеятельностью вида, следует прежде всего не допускать выхода различных экологических факторов за их критические значения и стараться выдерживать зону оптимума. Это очень важно для растениеводства, животноводства, лесного хозяйства и вообще всех областей взаимоотношений человека с живой природой. Для каждого вида оптимальные дозировки факторов различны. То, что хорошо для одного вида, может быть пессимумом или выходить за критические пределы для другого. Например, при температуре 20 °С тропическая обезьяна дрожит от холода, а северный обитатель — песец — изнывает от жары. Рис выращивают на полях, залитых водой, а пшеница в таких условиях вымокает и погибает.

Факторы, сдерживающие развитие организма из-за их недостатка или избытка, называют лимитирующими или ограничивающими. Закон ограничивающего фактора (Закон минимума Либиха) тесно связан с законом оптимума и вытекает из него. В окружающей среде нет всецело отрицательных или положительных факторов: всё зависит от силы их действия. От минимально (или максимально) представленного в данный конкретный момент экологического фактора зависит выживание организма. Любой фактор, влияющий на организмы, может стать либо оптимальным, либо ограничивающим в зависимости от силы своего воздействия. Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида.

На живые существа одновременно действует множество факторов (закон совместного действия факторов), и к тому же большинство из них переменчиво. Но в каждый конкретный период времени можно выделить самый главный фактор, от которого в наибольшей мере зависит жизнь.

Полностью заменить один фактор другим нельзя. Но нередко при комплексном воздействии факторов можно видеть эффект замещения. Например, свет не может быть заменён избытком тепла или углекислого газа, но, действуя изменениями температуры, можно усилить фотосинтез у растений. Однако это не замещение одного фактора другим, а проявление сходного биологического эффекта, вызванного изменениями количественных показателей совместного действия факторов.

Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Интервал значений экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности. Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными, с узкой — стенобионтными.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Экологические факторы». Выберите дальнейшие действия:

• Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
• Найти конспект через Кодификатор ОГЭ по биологии
• Найти конспект через Кодификатор ЕГЭ по биологии