Quali sono i componenti dei fattori ambientali abiotici. Fattori abiotici, fattori ambientali biotici: esempi
Ricordiamo ancora che i fattori abiotici sono proprietà di natura inanimata che influenzano direttamente o indirettamente gli organismi viventi. La diapositiva 3 mostra la classificazione dei fattori abiotici.
Temperatura è il fattore climatico più importante. Dipende da lei tasso metabolico organismi e loro distribuzione geografica... Qualsiasi organismo è in grado di vivere entro un certo intervallo di temperatura. E sebbene per diversi tipi di organismi ( euritermico e stenotermico) questi intervalli sono diversi, per la maggior parte di essi la zona di temperatura ottimale in cui le funzioni vitali vengono svolte in modo più attivo ed efficiente è relativamente piccola. L'intervallo di temperatura in cui può esistere la vita è di circa 300 C: da -200 a +100 C. Ma la maggior parte delle specie e la maggior parte della loro attività sono confinate a un intervallo di temperatura ancora più ristretto. Alcuni organismi, soprattutto allo stadio dormiente, possono esistere almeno per qualche tempo, a temperature molto basse. Alcuni tipi di microrganismi, principalmente batteri e alghe, sono in grado di vivere e moltiplicarsi a temperature prossime al punto di ebollizione. Il limite superiore per i batteri delle sorgenti termali è 88 C, per le alghe blu-verdi - 80 C e per i pesci e gli insetti più resistenti - circa 50 C. Di norma, i valori limite superiori del fattore risultano essere più critici di quelli inferiori, sebbene molti organismi vicini ai limiti superiori dell'intervallo di tolleranza funzionino in modo più efficiente.
Negli animali acquatici, l'intervallo di tolleranza alla temperatura è generalmente più ristretto rispetto agli animali terrestri, poiché l'intervallo di fluttuazioni della temperatura nell'acqua è inferiore rispetto a quello terrestre.
Dal punto di vista dell'impatto sugli organismi viventi, la variabilità della temperatura è estremamente importante. Temperature comprese tra 10 e 20 C (media 15 C) non influenzano necessariamente il corpo allo stesso modo di una temperatura costante di 15 C. L'attività vitale degli organismi, che in natura sono solitamente esposti a temperature variabili, è completamente o parzialmente soppressa o rallenta sotto l'influenza della temperatura costante. Con l'ausilio della temperatura variabile è stato possibile accelerare lo sviluppo delle uova di cavalletta in media del 38,6% rispetto al loro sviluppo a temperatura costante. Non è ancora chiaro se l'effetto accelerante sia dovuto alle fluttuazioni termiche stesse o all'aumento della crescita causato da un aumento di temperatura a breve termine e non compensato da un rallentamento della crescita con una diminuzione della temperatura.
Pertanto, la temperatura è un fattore importante e molto spesso limitante. I ritmi della temperatura controllano in gran parte l'attività stagionale e quotidiana di piante e animali. La temperatura crea spesso zone e stratificazioni negli habitat acquatici e terrestri.
acqua fisiologicamente necessario per qualsiasi protoplasma. Dal punto di vista ecologico, funge da fattore limitante negli habitat sia terrestri che acquatici, dove la sua quantità è soggetta a forti fluttuazioni, o dove un'elevata salinità contribuisce alla perdita di acqua da parte dell'organismo per osmosi. Tutti gli organismi viventi, a seconda del loro fabbisogno di acqua, e quindi delle differenze di habitat, sono suddivisi in una serie di gruppi ecologici: acquatici o idrofilo- vivere costantemente in acqua; igrofilo- vivere in ambienti molto umidi; mesofilo- caratterizzato da un moderato fabbisogno di acqua e xerofilo- vivere in habitat aridi.
Precipitazione e l'umidità sono le principali grandezze misurate nello studio di questo fattore. La quantità di precipitazioni dipende principalmente dai percorsi e dalla natura dei grandi movimenti delle masse d'aria. Ad esempio, i venti che soffiano dall'oceano lasciano la maggior parte dell'umidità sui pendii affacciati sull'oceano, lasciando un'"ombra di pioggia" dietro le montagne, contribuendo alla formazione del deserto. Spostandosi verso l'interno, l'aria accumula un po' di umidità e la quantità di precipitazioni aumenta di nuovo. I deserti tendono a trovarsi dietro le alte catene montuose o lungo le coste dove i venti soffiano da ampie zone aride interne piuttosto che dall'oceano, come il deserto del Nami nell'Africa sudoccidentale. La distribuzione delle precipitazioni tra le stagioni è un fattore limitante estremamente importante per gli organismi. Le condizioni create dalla distribuzione uniforme delle precipitazioni sono completamente diverse da quelle delle precipitazioni in una singola stagione. In questo caso, animali e piante devono sopportare periodi di siccità prolungata. Di norma, la distribuzione irregolare delle precipitazioni nel corso delle stagioni si verifica nei tropici e nelle regioni subtropicali, dove le stagioni umide e secche sono spesso ben pronunciate. Nella zona tropicale, il ritmo stagionale dell'umidità regola l'attività stagionale degli organismi simile al ritmo stagionale del calore e della luce nella zona temperata. La rugiada può essere un contributo significativo e, nelle aree a bassa piovosità, molto importante alla piovosità totale.
Umidità - un parametro che caratterizza il contenuto di vapore acqueo nell'aria. Umidità assoluta chiamata quantità di vapore acqueo per unità di volume d'aria. In connessione con la dipendenza della quantità di vapore trattenuta dall'aria dalla temperatura e dalla pressione, è stato introdotto il concetto umidità relativaè il rapporto tra il vapore contenuto nell'aria e il vapore saturo ad una data temperatura e pressione. Poiché in natura esiste un ritmo giornaliero di umidità - un aumento di notte e una diminuzione durante il giorno, e le sue fluttuazioni verticali e orizzontali, questo fattore, insieme alla luce e alla temperatura, svolge un ruolo importante nella regolazione dell'attività degli organismi. L'umidità modifica gli effetti dell'aumento della temperatura. Ad esempio, in condizioni di umidità prossime a quelle critiche, la temperatura ha un più importante effetto limitante. Allo stesso modo, l'umidità è più critica quando le temperature sono vicine ai valori limite. Grandi masse d'acqua ammorbidiscono significativamente il clima della terra, poiché l'acqua è caratterizzata da un grande calore latente di vaporizzazione e fusione. Esistono infatti due tipi principali di clima: continentale con valori estremi di temperatura e umidità e nautico, che è caratterizzato da fluttuazioni meno brusche, il che è spiegato dall'influenza ammorbidente dei grandi giacimenti.
La riserva idrica superficiale disponibile per gli organismi viventi dipende dalla quantità di precipitazioni in una data area, ma questi valori non sempre coincidono. Quindi, utilizzando fonti sotterranee, dove l'acqua proviene da altre aree, animali e piante possono ricevere più acqua rispetto al suo ingresso con precipitazioni. Al contrario, l'acqua piovana a volte diventa immediatamente inaccessibile agli organismi.
Radiazioni dal Sole rappresenta onde elettromagnetiche di varia lunghezza. È assolutamente necessario per vivere la natura, poiché è la principale fonte esterna di energia. Lo spettro della distribuzione dell'energia della radiazione solare al di fuori dell'atmosfera terrestre (Fig. 6) mostra che circa la metà dell'energia solare viene emessa nella regione dell'infrarosso, il 40% nel visibile e il 10% nelle regioni dell'ultravioletto e dei raggi X.
Va tenuto presente che lo spettro radiazioni elettromagnetiche Il sole è molto ampio (Fig. 7) e le sue gamme di frequenza influenzano la materia vivente in modi diversi. L'atmosfera terrestre, compreso lo strato di ozono, in modo selettivo, cioè selettivo nelle gamme di frequenza, assorbe l'energia della radiazione elettromagnetica del Sole e principalmente la radiazione con una lunghezza d'onda da 0,3 a 3 micron raggiunge la superficie terrestre. Le lunghezze d'onda più lunghe e più corte vengono assorbite dall'atmosfera.
All'aumentare della distanza zenitale del Sole, aumenta il contenuto relativo di radiazione infrarossa (dal 50 al 72%).
Per la materia vivente sono importanti i segni qualitativi della luce - lunghezza d'onda, intensità e durata dell'esposizione.
È noto che animali e piante rispondono ai cambiamenti nella lunghezza d'onda della luce. La visione dei colori è comune a diversi gruppi di animali, chiazzata: è ben sviluppata in alcune specie di artropodi, pesci, uccelli e mammiferi, ma in altre specie degli stessi gruppi può essere assente.
La velocità della fotosintesi varia con la lunghezza d'onda della luce. Ad esempio, quando la luce passa attraverso l'acqua, le parti rossa e blu dello spettro vengono filtrate e la luce verdastra risultante viene assorbita debolmente dalla clorofilla. Tuttavia, le alghe rosse hanno pigmenti aggiuntivi (ficoeritrine) che consentono loro di sfruttare questa energia e vivere più in profondità delle alghe verdi.
Sia nelle piante terrestri che in quelle acquatiche, la fotosintesi è correlata linearmente all'intensità della luce al livello ottimale di saturazione della luce, che in molti casi è seguita da una diminuzione dell'intensità della fotosintesi ad alte intensità di luce solare diretta. In alcune piante, come l'eucalipto, la fotosintesi non è inibita dalla diretta luce del sole... In questo caso avviene una compensazione di fattori, poiché singole piante e intere comunità si adattano a diverse intensità luminose, adattandosi all'ombra (diatomee, fitoplancton) o alla luce solare diretta.
L'ora diurna, o fotoperiodo, è un "interruttore orario" o trigger che include una sequenza di processi fisiologici che portano alla crescita, alla fioritura di molte piante, alla muta e all'accumulo di grasso, alla migrazione e alla riproduzione negli uccelli e nei mammiferi e all'inizio della diapausa in insetti. Alcune piante più alte fioriscono all'aumentare del giorno (piante a giorno lungo), altre fioriscono al diminuire del giorno (piante a giorno corto). In molti organismi sensibili al fotoperiodo, l'impostazione dell'orologio biologico può essere modificata modificando sperimentalmente il fotoperiodo.
Radiazione ionizzante fa cadere gli elettroni dagli atomi e li attacca ad altri atomi per formare coppie di ioni positivi e negativi. La sua fonte sono sostanze radioattive contenute in rocce ah, inoltre, viene dallo spazio.
Diversi tipi di organismi viventi differiscono notevolmente nella loro capacità di resistere a grandi dosi di esposizione alle radiazioni. Ad esempio una dose di 2 Sv (sivera) provoca la morte di embrioni di alcuni insetti in fase di schiacciamento, una dose di 5 Sv porta alla sterilità di alcune specie di insetti, una dose di 10 Sv è assolutamente letale per i mammiferi. Come mostrano i dati della maggior parte degli studi, le cellule in rapida divisione sono le più sensibili alle radiazioni.
L'impatto di basse dosi di radiazioni è più difficile da valutare, poiché possono causare conseguenze genetiche e somatiche a lungo termine. Ad esempio, l'irradiazione del pino con una dose di 0,01 Sv al giorno per 10 anni ha causato un rallentamento del tasso di crescita, simile a una singola dose di 0,6 Sv. Un aumento del livello di radiazioni nell'ambiente al di sopra del livello di fondo porta ad un aumento della frequenza delle mutazioni dannose.
Nelle piante superiori, la sensibilità alle radiazioni ionizzanti è direttamente proporzionale alla dimensione del nucleo cellulare, ovvero al volume dei cromosomi o al contenuto di DNA.
Negli animali superiori non è stata trovata una relazione così semplice tra sensibilità e struttura cellulare; per loro, la sensibilità dei singoli sistemi di organi è più importante. Pertanto, i mammiferi sono molto sensibili anche a basse dosi di radiazioni a causa del facile danno da radiazioni al tessuto ematopoietico del midollo osseo che si divide rapidamente. Anche livelli molto bassi di radiazioni ionizzanti ad azione cronica possono causare la crescita di cellule tumorali nelle ossa e in altri tessuti sensibili, che possono comparire solo molti anni dopo l'esposizione.
Composizione del gas l'atmosfera è anche un importante fattore climatico (Fig. 8). Circa 3-3,5 miliardi di anni fa, l'atmosfera conteneva azoto, ammoniaca, idrogeno, metano e vapore acqueo e non conteneva ossigeno libero. La composizione dell'atmosfera è stata in gran parte determinata dai gas vulcanici. A causa della mancanza di ossigeno, non c'era uno schermo di ozono che intrappolasse la radiazione ultravioletta del sole. Nel tempo, a causa di processi abiotici, l'ossigeno iniziò ad accumularsi nell'atmosfera del pianeta e iniziò la formazione dello strato di ozono. Circa nel mezzo del Paleozoico, il consumo di ossigeno eguagliava la sua formazione; durante questo periodo, il contenuto di O2 nell'atmosfera era vicino a quello moderno - circa il 20%. Inoltre, dal Devoniano medio, si osservano fluttuazioni nel contenuto di ossigeno. Alla fine del Paleozoico vi fu un notevole, fino a circa il 5% livello moderno, una diminuzione del contenuto di ossigeno e un aumento del contenuto di anidride carbonica, che ha portato al cambiamento climatico e, a quanto pare, è servito da impulso per un'abbondante fioritura "autotrofa", che ha creato riserve di combustibili fossili di idrocarburi. Segue un graduale ritorno ad un'atmosfera a basso contenuto di anidride carbonica e ad alto contenuto di ossigeno, dopo di che il rapporto O2/CO2 rimane in uno stato di cosiddetto equilibrio stazionario oscillatorio.
Attualmente, l'atmosfera terrestre ha la seguente composizione: ossigeno ~ 21%, azoto ~ 78%, anidride carbonica ~ 0,03%, gas inerti e impurità ~ 0,97%. È interessante notare che le concentrazioni di ossigeno e anidride carbonica sono limitanti per molte piante superiori. In molte piante è possibile aumentare l'efficienza della fotosintesi aumentando la concentrazione di anidride carbonica, ma è poco noto che una diminuzione della concentrazione di ossigeno può portare anche ad un aumento della fotosintesi. In esperimenti su legumi e molte altre piante, è stato dimostrato che abbassare il contenuto di ossigeno nell'aria al 5% aumenta il tasso di fotosintesi del 50%. Anche l'azoto svolge un ruolo estremamente importante. È l'elemento biogeno più importante coinvolto nella formazione delle strutture proteiche negli organismi. Il vento ha un effetto limitante sull'attività e sulla distribuzione degli organismi.
Vento può addirittura modificare l'aspetto delle piante, soprattutto in quegli habitat, ad esempio nelle zone alpine, dove altri fattori hanno un effetto limitante. È stato dimostrato sperimentalmente che negli ambienti aperti di montagna il vento limita la crescita delle piante: quando si costruiva un muro per proteggere le piante dal vento, l'altezza delle piante aumentava. Grande importanza hanno tempeste, sebbene la loro azione sia puramente locale. Gli uragani e i venti ordinari possono trasportare animali e piante su lunghe distanze e quindi alterare la composizione delle comunità.
Pressione atmosferica sembra non essere un fattore limitante diretto, ma ha un impatto diretto sul tempo e sul clima, che hanno un effetto limitante diretto.
Le condizioni dell'acqua creano una sorta di habitat per gli organismi, che differisce da quelli terrestri principalmente per densità e viscosità. Densità acqua circa 800 volte, e viscosità circa 55 volte superiore a quello dell'aria. Insieme a densità e viscosità le proprietà fisico-chimiche più importanti dell'ambiente acquatico sono: la stratificazione della temperatura, cioè la variazione di temperatura lungo la profondità del corpo idrico e periodica variazioni di temperatura nel tempo, così come trasparenza acqua, che determina il regime di luce sotto la sua superficie: la fotosintesi delle alghe verdi e viola, del fitoplancton e delle piante superiori dipende dalla trasparenza.
Come nell'atmosfera, un ruolo importante è svolto da composizione del gas ambiente acquatico. Negli habitat acquatici, la quantità di ossigeno, anidride carbonica e altri gas disciolti nell'acqua e quindi disponibili per gli organismi varia notevolmente nel tempo. Nei bacini ad alto contenuto di sostanza organica, l'ossigeno è il fattore limitante di primaria importanza. Nonostante la migliore solubilità dell'ossigeno nell'acqua rispetto all'azoto, anche nel caso più favorevole, l'acqua contiene meno ossigeno dell'aria, circa l'1% in volume. La solubilità è influenzata dalla temperatura dell'acqua e dalla quantità di sali disciolti: al diminuire della temperatura aumenta la solubilità dell'ossigeno, all'aumentare della salinità diminuisce. L'apporto di ossigeno nell'acqua viene ripristinato attraverso la diffusione dall'aria e la fotosintesi delle piante acquatiche. L'ossigeno si diffonde nell'acqua molto lentamente, la diffusione è facilitata dal vento e dal movimento dell'acqua. Come già accennato, il fattore più importante che fornisce la produzione di ossigeno fotosintetico è la penetrazione della luce nella colonna d'acqua. Pertanto, il contenuto di ossigeno nell'acqua varia con l'ora del giorno, il periodo dell'anno e la posizione.
Anche il contenuto di anidride carbonica nell'acqua può variare notevolmente, ma l'anidride carbonica si comporta diversamente dall'ossigeno nel suo comportamento e il suo ruolo ecologico è poco conosciuto. L'anidride carbonica è facilmente solubile in acqua, inoltre, la CO2, formata durante la respirazione e la decomposizione, nonché dal suolo o da fonti sotterranee, entra nell'acqua. A differenza dell'ossigeno, l'anidride carbonica reagisce con l'acqua:
con formazione di acido carbonico, che reagisce con la calce, formando carbonati CO22- e bicarbonati HCO3-. Questi composti mantengono la concentrazione di ioni idrogeno a un livello vicino alla neutralità. Una piccola quantità di anidride carbonica nell'acqua aumenta il tasso di fotosintesi e stimola lo sviluppo di molti organismi. Un'alta concentrazione di anidride carbonica è un fattore limitante per gli animali, poiché è accompagnata da un basso contenuto di ossigeno. Ad esempio, troppa anidride carbonica libera nell'acqua ucciderà molti pesci.
Acidità - la concentrazione di ioni idrogeno (pH) - è strettamente correlata al sistema dei carbonati. Il valore del pH cambia nell'intervallo 0? pH? 14: a pH = 7 il mezzo è neutro, a pH<7 - кислая, при рН>7 - alcalino. Se l'acidità non si avvicina ai valori estremi, le comunità sono in grado di compensare i cambiamenti di questo fattore: la tolleranza della comunità all'intervallo di pH è molto significativa. L'acidità può servire come indicatore del tasso metabolico complessivo di una comunità. Le acque con pH basso contengono pochi nutrienti, quindi la produttività qui è estremamente bassa.
salinità - il contenuto di carbonati, solfati, cloruri, ecc. - è un altro importante fattore abiotico nei corpi idrici. Ci sono pochi sali nelle acque dolci, di cui circa l'80% sono carbonati. Il contenuto di minerali negli oceani è in media di 35 g/l. Gli organismi del mare aperto sono generalmente stenoalini, mentre gli organismi delle acque salmastre costiere sono generalmente eurialini. La concentrazione di sali nei fluidi corporei e nei tessuti della maggior parte degli organismi marini è isotonica rispetto alla concentrazione di sali nell'acqua di mare, quindi non ci sono problemi di osmoregolazione.
Flusso non solo influenza fortemente la concentrazione di gas e nutrienti ma agisce anche direttamente come fattore limitante. Molte piante e animali fluviali sono morfologicamente e fisiologicamente adattati in modo particolare a mantenere la loro posizione nel flusso: hanno limiti ben definiti di tolleranza al fattore di flusso.
Pressione idrostatica nell'oceano è di grande importanza. Quando immerso in acqua per 10 m, la pressione aumenta di 1 atm (105 Pa). Nella parte più profonda dell'oceano, la pressione raggiunge le 1000 atm (108 Pa). Molti animali sono in grado di sopportare improvvise fluttuazioni di pressione, soprattutto se non hanno aria libera nel corpo. In caso contrario, potrebbe svilupparsi un'embolia gassosa. Le alte pressioni caratteristiche di grandi profondità, di regola, inibiscono i processi vitali.
Il suolo è lo strato di materia che giace sopra le rocce della crosta terrestre. Lo scienziato russo - naturalista Vasily Vasilyevich Dokuchaev nel 1870 fu il primo a considerare il suolo come un ambiente dinamico, non inerte. Ha dimostrato che il suolo è in continua evoluzione e sviluppo e che nella sua zona attiva avvengono processi chimici, fisici e biologici. Il suolo si forma a seguito di una complessa interazione di clima, piante, animali e microrganismi. Lo scienziato del suolo accademico sovietico Vasily R. Williams ha dato un'altra definizione di suolo: è un orizzonte di superficie sciolto di terra, in grado di produrre un raccolto di piante. La crescita della pianta dipende dal contenuto di nutrienti essenziali nel suolo e dalla sua struttura.
La composizione del suolo comprende quattro componenti strutturali principali: base minerale (solitamente 50-60% della composizione totale del suolo), materia organica (fino al 10%), aria (15-25%) e acqua (25-30%) .
Scheletro minerale del suolo - È un componente inorganico che si è formato dalla roccia madre a causa del suo invecchiamento.
Oltre il 50% della composizione minerale del suolo è occupato da silice SiO2, dall'1 al 25% è rappresentato da allumina Al2O3, dall'1 al 10% - da ossidi di ferro Fe2O3, dallo 0,1 al 5% - da ossidi di magnesio, potassio, fosforo, calcio. Gli elementi minerali che formano la sostanza dello scheletro del suolo sono di dimensioni diverse: da massi e pietre a granelli di sabbia - particelle con un diametro di 0,02-2 mm, limo - particelle con un diametro di 0,002-0,02 mm e le più piccole particelle di argilla diametro inferiore a 0,002 mm. Il loro rapporto determina struttura meccanica del suolo ... È di grande importanza per agricoltura... Argille e argille contenenti quantità approssimativamente uguali di argilla e sabbia sono generalmente adatte alla crescita delle piante perché contengono nutrienti sufficienti e sono in grado di trattenere l'umidità. I terreni sabbiosi drenano più velocemente e perdono i nutrienti a causa della lisciviazione, ma sono più utili per i raccolti precoci, poiché la loro superficie si asciuga più velocemente in primavera rispetto ai terreni argillosi, il che porta a un migliore riscaldamento. All'aumentare della rocciosità del terreno, diminuisce la sua capacità di trattenere l'acqua.
Materia organica il suolo è formato dalla decomposizione di organismi morti, loro parti ed escrementi. I residui organici non completamente decomposti sono chiamati lettiera, e il prodotto finale della decomposizione - una sostanza amorfa in cui non è più possibile riconoscere il materiale originario - è chiamato humus. A causa del suo fisico e proprietà chimiche l'humus migliora la struttura e l'aerazione del suolo e aumenta la capacità di trattenere acqua e sostanze nutritive.
Contemporaneamente al processo di umificazione, gli elementi vitali vengono trasferiti dai loro composti organici a quelli inorganici, ad esempio: azoto - in ioni ammonio NH4 +, fosforo - in ortofosfazioni H2PO4-, zolfo - in solfatazione SO42-. Questo processo è chiamato mineralizzazione.
L'aria del suolo, come l'acqua del suolo, si trova nei pori tra le particelle del suolo. La porosità aumenta da argille a argille e sabbie. Lo scambio di gas libero avviene tra il suolo e l'atmosfera, per cui la composizione del gas di entrambi i mezzi ha una composizione simile. Solitamente nell'aria del suolo, a causa della respirazione degli organismi che lo abitano, c'è leggermente meno ossigeno e più anidride carbonica rispetto all'aria atmosferica. L'ossigeno è necessario per le radici delle piante, degli animali del suolo e dei decompositori che decompongono la materia organica in componenti inorganici. Se si verifica un ristagno, l'aria del suolo viene spostata dall'acqua e le condizioni diventano anaerobiche. Il suolo diventa gradualmente acido man mano che gli organismi anaerobi continuano a produrre anidride carbonica. Il terreno, se non è ricco di basi, può diventare estremamente acido e questo, insieme all'esaurimento delle riserve di ossigeno, influisce negativamente sui microrganismi del suolo. Condizioni anaerobiche prolungate portano alla morte delle piante.
Le particelle di terreno trattengono un po' d'acqua intorno a loro, il che determina il contenuto di umidità del terreno. Una parte di essa, chiamata acqua gravitazionale, può penetrare liberamente nelle profondità del suolo. Ciò porta alla lisciviazione di vari minerali dal suolo, compreso l'azoto. L'acqua può anche essere trattenuta attorno alle singole particelle colloidali come una pellicola sottile, forte e coesiva. Quest'acqua è chiamata igroscopica. Viene adsorbito sulla superficie delle particelle a causa di legami di idrogeno... Quest'acqua è la meno disponibile per le radici delle piante ed è l'ultima ad essere trattenuta in terreni molto secchi. La quantità di acqua igroscopica dipende dal contenuto di particelle colloidali nel terreno, quindi è molto più nei terreni argillosi - circa il 15% della massa del suolo, che nei terreni sabbiosi - circa lo 0,5%. Man mano che gli strati d'acqua si accumulano attorno alle particelle del suolo, inizia a riempire dapprima i pori stretti tra queste particelle, per poi diffondersi in pori sempre più ampi. L'acqua igroscopica si trasforma gradualmente in acqua capillare, che viene trattenuta dalle forze attorno alle particelle del suolo tensione superficiale... L'acqua capillare può salire attraverso pori e canali stretti dalla falda freatica. Le piante assorbono prontamente l'acqua capillare, che svolge il ruolo più importante nel loro regolare approvvigionamento idrico. A differenza dell'umidità igroscopica, quest'acqua evapora facilmente. I terreni a grana fine come le argille trattengono più acqua capillare rispetto ai terreni a grana grossa come le sabbie.
Tutti gli organismi del suolo hanno bisogno di acqua. Entra nelle cellule viventi per osmosi.
L'acqua è anche importante come solvente per i nutrienti e i gas assorbiti da soluzione acquosa radici delle piante. Partecipa alla distruzione della roccia madre sottostante il suolo e al processo di formazione del suolo.
Le proprietà chimiche del suolo dipendono dal contenuto di sostanze minerali, che sono sotto forma di ioni disciolti. Alcuni ioni sono velenosi per le piante, altri sono vitali. La concentrazione di ioni idrogeno nel terreno (acidità) pH>7, cioè mediamente è prossima al valore neutro. La flora di tali suoli è particolarmente ricca di specie. I terreni calcarei e salini hanno pH = 8 ... 9 e torba - fino a 4. Su questi terreni si sviluppa una vegetazione specifica.
Il suolo è abitato da molti tipi di organismi vegetali e animali che ne influenzano le caratteristiche fisiche e chimiche: batteri, alghe, funghi o protozoi, vermi e artropodi. La loro biomassa in diversi terreni è (kg / ha): batteri 1000-7000, funghi microscopici - 100-1000, alghe 100-300, artropodi - 1000, vermi 350-1000.
I processi di sintesi, biosintesi si svolgono nel suolo, vari reazioni chimiche trasformazione di sostanze associate all'attività vitale dei batteri. In assenza di gruppi specializzati di batteri nel suolo, il loro ruolo è svolto dagli animali del suolo, che convertono grandi residui vegetali in particelle microscopiche e quindi rendono materia organica disponibile per i microrganismi.
La materia organica è prodotta dalle piante che utilizzano sali minerali, energia solare e acqua. Pertanto, il terreno perde i minerali che le piante gli hanno preso. Nelle foreste, alcuni nutrienti vengono restituiti al suolo attraverso la caduta delle foglie. Per un periodo di tempo, le piante coltivate rimuovono molti più nutrienti dal terreno di quanti vi ritornano. Di solito, la perdita di nutrienti viene reintegrata dall'applicazione di fertilizzanti minerali, che, in generale, non possono essere utilizzati direttamente dalle piante e devono essere trasformati dai microrganismi in una forma biologicamente disponibile. In assenza di tali microrganismi, il suolo perde la sua fertilità.
I principali processi biochimici avvengono nello strato superiore del suolo fino a 40 cm di spessore, poiché ospita il maggior numero di microrganismi. Alcuni batteri partecipano al ciclo di trasformazione di un solo elemento, mentre altri partecipano ai cicli di trasformazione di molti elementi. Se i batteri mineralizzano la materia organica, la decompongono in composti inorganici, quindi i protozoi distruggono i batteri in eccesso. Lombrichi, larve di coleotteri e acari allentano il terreno e contribuiscono così alla sua aerazione. Inoltre, elaborano materia organica difficile da scomporre.
I fattori abiotici dell'habitat degli organismi viventi includono anche fattori di rilievo (topografia) ... L'influenza della topografia è strettamente correlata ad altri fattori abiotici, in quanto può influenzare notevolmente il clima locale e lo sviluppo del suolo.
Il principale fattore topografico è l'altitudine. Con l'altitudine, le temperature medie diminuiscono, la caduta della temperatura giornaliera aumenta, la quantità di precipitazioni, la velocità del vento e l'intensità della radiazione aumentano, la pressione atmosferica e le concentrazioni di gas diminuiscono. Tutti questi fattori influenzano piante e animali, causando la zonizzazione verticale.
catene montuose possono fungere da barriere climatiche. Le montagne fungono anche da barriere alla diffusione e migrazione degli organismi e possono svolgere il ruolo di fattore limitante nei processi di speciazione.
Un altro fattore topografico è esposizione in pendenza ... Nell'emisfero settentrionale, i pendii esposti a sud ricevono più luce solare, quindi l'intensità della luce e la temperatura sono più elevate qui rispetto al fondovalle e sui pendii esposti a nord. Nell'emisfero australe è vero il contrario.
Un importante fattore di sollievo è anche pendenza del pendio ... I pendii ripidi sono caratterizzati da un rapido drenaggio e dilavamento del suolo, quindi i terreni qui sono più sottili e asciutti. Se la pendenza supera 35b, di solito non si formano terreno e vegetazione, ma si crea talus da materiale sciolto.
Tra i fattori abiotici, particolare attenzione dovrebbe essere prestata a il fuoco o fuoco ... Attualmente, gli ecologi sono giunti all'opinione inequivocabile che il fuoco dovrebbe essere considerato uno dei fattori abiotici naturali insieme a fattori climatici, edafici e altri.
Gli incendi come fattore ambientale sono di vario tipo e hanno conseguenze diverse. Gli incendi di cavalli o selvaggi, cioè molto intensi e non suscettibili di contenimento, distruggono tutta la vegetazione e tutta la materia organica del suolo, mentre le conseguenze degli incendi al suolo sono completamente diverse. Gli incendi della corona hanno un effetto limitante sulla maggior parte degli organismi: la comunità biotica deve ricominciare da capo, con quel poco che resta, e ci vorranno molti anni prima che il sito torni a essere produttivo. Gli incendi al suolo, invece, hanno un effetto selettivo: per alcuni organismi risultano essere più limitanti, per altri meno limitanti e quindi contribuiscono allo sviluppo di organismi con un'elevata tolleranza agli incendi. Inoltre, piccoli incendi al suolo completano l'azione dei batteri, decomponendo le piante morte e accelerando la trasformazione dei nutrienti minerali in una forma adatta all'uso da parte delle nuove generazioni di piante.
Se gli incendi al suolo si verificano regolarmente ogni pochi anni, sul terreno rimane poco legno morto, questo riduce la probabilità di incendi a corona. Nelle foreste che non bruciano da più di 60 anni, si accumulano così tanti rifiuti combustibili e legno morto che quando si accende, un fuoco dall'alto è quasi inevitabile.
Le piante hanno sviluppato adattamenti speciali al fuoco, proprio come hanno fatto ad altri fattori abiotici. In particolare, le gemme di cereali e pini sono nascoste dal fuoco nelle profondità dei fasci di foglie o aghi. In habitat periodicamente bruciati, queste specie vegetali beneficiano del fatto che il fuoco ne favorisce la conservazione, favorendone selettivamente la prosperità. Le razze a foglia larga sono prive di dispositivi di protezione dal fuoco, è distruttivo per loro.
Pertanto, gli incendi supportano la sostenibilità solo di alcuni ecosistemi. Foreste tropicali decidue e umide, il cui equilibrio si è sviluppato senza l'influenza del fuoco, anche un incendio di terra può causare gravi danni, distruggendo l'orizzonte del suolo superiore ricco di humus, portando all'erosione e alla lisciviazione di sostanze nutritive da esso.
La domanda "bruciare o non bruciare" è insolita per noi. Gli effetti del burnout possono essere molto diversi a seconda del tempo e dell'intensità. A causa della sua negligenza, una persona è spesso la ragione di un aumento della frequenza degli incendi boschivi, quindi è necessario combattere attivamente per la sicurezza antincendio nelle foreste e nelle aree ricreative. Un privato in nessun caso ha il diritto di provocare deliberatamente o accidentalmente un incendio in natura. Tuttavia, è necessario sapere che l'uso del fuoco da parte di persone appositamente addestrate fa parte di un corretto uso del suolo.
Per le condizioni abiotiche valgono tutte le leggi considerate sull'impatto dei fattori ambientali sugli organismi viventi. La conoscenza di queste leggi ci consente di rispondere alla domanda: perché diversi ecosistemi si sono formati in diverse regioni del pianeta? Il motivo principale è l'unicità delle condizioni abiotiche di ciascuna regione.
Le popolazioni sono concentrate in una determinata area e non possono essere distribuite ovunque con la stessa densità, poiché hanno un limitato range di tolleranza in relazione ai fattori ambientali. Di conseguenza, ogni combinazione di fattori abiotici ha i suoi tipi di organismi viventi. Molte varianti di combinazioni di fattori abiotici e specie di organismi viventi ad essi adattati determinano la diversità degli ecosistemi del pianeta.
Inviare il tuo buon lavoro nella knowledge base è semplice. Usa il modulo sottostante
Studenti, dottorandi, giovani scienziati che utilizzano la base di conoscenza nei loro studi e nel lavoro ti saranno molto grati.
postato su http://www.allbest.ru/
Abstract sull'argomento
« Fattori abiotici Mercoledì. Brillare"
Preparato da:
Studente di terza media
Molodova Anya
Controllato:
insegnante di chimica e biologia
Vera Razinova
Nizhnekamsk, 2014
I fattori ambientali abiotici (fattori di natura inanimata) sono un complesso di condizioni ambiente esterno che hanno un effetto diretto o indiretto sulle piante. Esistono anche fattori biotici, la cui azione è dovuta all'influenza sulle piante dell'attività di altri organismi viventi (funghi, animali, altre piante).
I fattori abiotici includono fattori chimici e fisici (o climatici). I fattori abiotici chimici sono costituenti del gas aria atmosferica, la composizione chimica dei bacini idrici, dei suoli. I principali fattori fisici sono la temperatura, l'umidità e l'intensità della radiazione solare. In alcune classificazioni, fattori abiotici come orografici, incluso il rilievo, e differenze geologiche della superficie terrestre sono distinti in un gruppo separato. L'influenza dei fattori abiotici sul corpo è diversa e dipende dall'intensità dell'impatto di ogni singolo fattore e dalla loro combinazione tra loro. Il numero e la distribuzione di una certa specie di piante all'interno di un determinato territorio sono dovuti all'influenza di fattori abiotici limitanti, che sono vitali, ma i loro valori sono minimi (come la mancanza di acqua nelle aree desertiche).
Il più significativo per le piante è l'influenza di tre fattori abiotici: temperatura, umidità e luce. Considera l'impatto Sveta come fattore abiotico sugli organismi viventi.
Il ruolo della luce nella vita di tutti gli organismi viventi difficilmente può essere sopravvalutato, poiché l'energia solare è la base per l'attuazione di tutti i processi vitali, dall'alimentazione alla somministrazione delle singole funzioni fisiologiche. Secondo il famoso ecologista Yuzhdin Odum, l'intera evoluzione della biosfera è in gran parte finalizzata all'utilizzo dei componenti utili della luce e alla protezione dalle sue proprietà distruttive.
I raggi del sole hanno diverse funzioni ecologicamente importanti:
1) a causa dei raggi del sole sulla superficie della Terra, un certo regime di temperatura avente un carattere zonale latitudinale e verticale;
2) l'energia solare è una fonte di energia per tutti gli organismi che vivono sulla Terra (escluso un piccolo gruppo di organismi chemiosintetici). L'energia del Sole è anche una fonte di energia per gli organismi eterotrofi (animali, batteri, funghi, ecc.), poiché questi organismi utilizzano energia legami chimici sostanze sintetizzate dai fotosintetici (es. piante);
3) l'energia solare è un regolatore dei cicli di vita di vari organismi.
La radiazione solare è la principale fonte di energia per tutti i processi che avvengono sulla Terra. Per le piante, la lunghezza dell'onda luminosa della radiazione percepita, la sua durata (durata delle ore diurne) e l'intensità (illuminazione) sono di grande importanza. Nello spettro della radiazione solare si possono distinguere tre aree, che differiscono per effetto biologico: ultravioletto, visibile e infrarosso .
Raggi ultravioletti con una lunghezza d'onda inferiore a 0,290 micron sono distruttivi per tutti gli esseri viventi, ma vengono trattenuti dallo strato di ozono dell'atmosfera. Solo una piccola frazione dei raggi ultravioletti più lunghi (0,300 - 0,400 micron) raggiunge la superficie terrestre. Costituiscono circa il 10% dell'energia radiante. Questi raggi sono altamente reattivi: a dosi elevate possono danneggiare gli organismi viventi. In piccole quantità, tuttavia, sono necessari, ad esempio, per l'uomo: sotto l'influenza di questi raggi, la vitamina D si forma nel corpo umano e gli insetti distinguono visivamente questi raggi, ad es. visto alla luce ultravioletta. Possono essere guidati dalla luce polarizzata.
Raggi visibili con una lunghezza d'onda da 0,400 a 0,750 micron (che rappresentano la maggior parte dell'energia - 45% - della radiazione solare), che raggiunge la superficie terrestre, sono particolarmente importanti per gli organismi. A causa di questa radiazione, le piante verdi sintetizzano la materia organica (eseguono la fotosintesi), che tutti gli altri organismi usano per il cibo. Per la maggior parte delle piante e degli animali, la luce visibile è uno dei fattori ambientali importanti, sebbene ve ne siano alcuni per i quali la luce non è un prerequisito per l'esistenza (specie di adattamento del suolo, delle grotte e degli abissi alla vita nell'oscurità). La maggior parte degli animali è in grado di distinguere la composizione spettrale della luce - per avere una visione dei colori e, nelle piante, i fiori sono colorati per attirare gli insetti impollinatori.
Raggi infrarossi con una lunghezza d'onda superiore a 0,750 micron, l'occhio umano non percepisce, ma sono una fonte di energia termica (45% di energia radiante). Questi raggi vengono assorbiti dai tessuti di animali e piante, a seguito dei quali i tessuti vengono riscaldati. Nelle piante, la funzione più importante dei raggi infrarossi è quella di svolgere la traspirazione, con l'aiuto della quale il calore in eccesso viene rimosso dalle foglie dal vapore acqueo, nonché di creare condizioni ottimali per l'ingresso di anidride carbonica attraverso gli stomi. Molti animali a sangue freddo (lucertole, serpenti, insetti) usano la luce del sole per aumentare la loro temperatura corporea (alcuni serpenti e lucertole sono ecologicamente animali a sangue caldo).
In relazione alla luce, si distinguono diversi gruppi di piante:
1. Fotofile - piante di spazi aperti su cui cade la luce diretta. Questi includono piante di steppe, deserti, semi-deserti (piuma, assenzio, vari tipi di cereali, ad esempio grano, ecc.), nonché piante dei livelli superiori delle foreste (pino, betulla, ecc.).
2. Tollerante all'ombra - piante che possono crescere in condizioni di una certa ombra (faggio, quercia, carpino, abete rosso, tiglio, lillà, ecc.) Questo gruppo di piante è adattato per esistere in condizioni di insufficiente apporto di luce e in condizioni di buona illuminazione. Queste piante catturano la luce parassita dalle loro foglie ricche di clorofilla verde scuro.
3. Ama l'ombra: piante che non possono esistere in presenza di luce diretta. Questi includono piante che vivono sotto la volta della foresta: felci, stellate, mughetti, ecc.
Adattamento degli organismi ai fattori di luce
Impianti
Le condizioni di luce associate alla rotazione della Terra hanno una periodicità giornaliera e stagionale distinta. La lunghezza del giorno (fotoperiodo) è di grande importanza nella vita di piante e animali. fotoperiodismo - regolazione del bioritmo degli esseri viventi con l'ausilio della luce. Distinguere tra fotoperiodismo giornaliero e stagionale, nonché il periodismo dei processi che si verificano sul Sole. I più studiati sono il fotoperiodismo giornaliero e stagionale. L'"orologio biologico" determina il ritmo quotidiano dell'attività di interi organismi e processi che si verificano anche a livello delle cellule, in particolare la divisione cellulare.
Nelle piante, durante il giorno, si realizzano i processi della fase luminosa della fotosintesi e, parzialmente, della fase oscura, e di notte, la fase oscura della fotosintesi. Il fotoperiodismo nelle piante è associato al fenomeno fototropismo - il movimento dei singoli organi vegetali verso la luce, ad esempio, il movimento della testa del girasole durante il giorno in direzione del sole, l'apertura delle infiorescenze di tarassaco al mattino e la loro chiusura la sera, la crescita delle piante da interno nella direzione della luce, ecc. (fotoperiodismo quotidiano). Nelle piante più alte, a causa dell'accorciamento delle ore diurne e della diminuzione dell'intensità dell'illuminazione, si verifica un fenomeno stagionale come la caduta delle foglie.
La luce influenza anche lo sviluppo degli organismi vegetali. Alcune piante si sono evolute con un "giorno corto" (non più di 12 ore al giorno), sono chiamate piante a "giorno corto", e altre piante (crescono a latitudini medie e alte) - con un "giorno lungo" (la lunghezza del giorno può raggiungere le 20 ore o più), sono chiamate piante a "giorno lungo" (mirtilli rossi, more di rospo, ecc.). Le piante a giorno lungo non possono svilupparsi normalmente al sud (non producono semi), e lo stesso vale per le piante a giorno corto se coltivate al nord, creando tutte le condizioni favorevoli mantenendo la durata delle ore diurne.
Animali
L'energia solare non viene assorbita direttamente dagli animali e, tuttavia, è la fonte della loro attività vitale. Oltre al fatto che l'energia solare è la fonte della vita animale, gioca ruolo enorme nella loro vita attraverso i seguenti processi.
1. La luce del sole definisce fotoperiodismo diurno vita degli animali e loro distribuzione in nicchie ecologiche. Distinguere tra animali che conducono vita diurna e notturna , che elimina la concorrenza per le fonti di cibo. Anche la luce gioca un ruolo importante nella vita delle persone. Quindi, alcune persone hanno prestazioni migliorate al mattino. ("Allodole" ), mentre per altri - di notte ("Gufi" ). In una giornata di sole, l'umore emotivo della maggior parte delle persone è molto più alto che nei giorni nuvolosi o piovosi, ecc.
2. La luce solare consente agli animali di navigare facilmente nell'ambiente; brillare evolutivamente promosso lo sviluppo degli organi della vista ... fattore abiotico organismo solare
3. La luce determina e fotoperiodismo stagionale , che è associato a un cambiamento nel corso dei processi fisiologici (con l'inizio dell'autunno, l'accumulo di sostanze di riserva nel corpo si intensifica, la natura del tegumento cambia, ecc.). Gli organismi caratterizzati dalla migrazione (ad esempio gli uccelli migratori) si preparano e migrano, nonostante la presenza di calore e approvvigionamento alimentare. Tuttavia, non tutti i fenomeni possono essere spiegati dal fotoperiodismo, ad esempio la migrazione degli uccelli dai terreni di svernamento verso le regioni calde, dove la lunghezza del giorno non cambia stagionalmente, può essere spiegata dalla presenza di un "orologio biologico" che è sorto nel processo di evoluzione ed è incorporato nel codice genetico.
Gli abitanti delle profondità sottomarine sono nell'oscurità costante. Più la luce del giorno penetra in profondità nel mare, più velocemente si indebolisce. Vari dispositivi con lastre fotografiche, che sono molto più sensibili alla luce, hanno scoperto che la luce penetra nelle profondità dell'oceano fino a una profondità di 1000 m, nessun altro dispositivo è in grado di rilevarla più in profondità. Pertanto, alcuni abitanti delle profondità sottomarine sono ciechi, mentre altri hanno una struttura speciale che consente loro di catturare anche i più piccoli barlumi di luce. I loro occhi raggiungono alto grado sviluppo. A volte sono sovradimensionati e dotati di un sistema di lenti. Altri animali hanno dispositivi speciali che si illuminano in diversi colori. Non solo illuminano la strada per il proprietario, ma attirano anche la preda. E alcuni abitanti possono, a piacimento, "spegnere" e "accendere" la luce in questi organi. Ci sono anche animali (1 delle specie di calamari), in cui uno speciale fluido mucoso si accumula nel corpo. Al momento del pericolo, l'animale lo libera e si nasconde dal nemico dietro una nuvola blu luminosa.
Letteratura
1.http: //znanija.com/
2.http: //bono-esse.ru/
3.http: //ppt4web.ru/
4.http: //www.polnaja-jenciklopedija.ru/
5.http: //beaplanet.ru/
6.http: //burenina.narod.ru/
Pubblicato su Allbest.ru
Documenti simili
Effetto della luce sugli alimenti ed evaporazione. Il valore della luce per la distribuzione delle piante. Intensità luminosa e direzione dei raggi luminosi. Classificazione delle piante in relazione alla luce. Direzione e illuminazione delle foglie. Differenze nella struttura anatomica.
estratto, aggiunto il 21/01/2003
L'essenza del concetto di "fotoperiodismo". Piante neutre, a giorno lungo, a giorno corto. La luce e il suo ruolo nella vita delle piante. Gruppi ecologici di piante in relazione alla luce. Adattamento delle piante alle condizioni di luce. Localizzazione di reazioni fotoperiodiche.
tesina, aggiunta il 20/05/2011
caratteristiche generali ambiente acquatico. Analisi dell'adattamento degli organismi a vari fattori: densità dell'acqua, sale, temperatura, condizioni di luce e gas. Caratteristiche di adattamento di piante e animali all'ambiente acquatico, gruppi ecologici di organismi acquatici.
tesina, aggiunta il 29/12/2012
Il rapporto degli organismi tra loro e tra gli organismi e l'ambiente fisico. Fattori ambientali, loro interazione, adattamenti di specie. L'interdipendenza tra organismi e ambiente. I principali fattori climatici e la loro influenza sul corpo.
abstract, aggiunto il 13/10/2009
Proprietà fisiche dell'acqua e del suolo. L'effetto della luce e dell'umidità sugli organismi viventi. I principali livelli di azione dei fattori abiotici. Il ruolo della durata e dell'intensità dell'esposizione alla luce - fotoperiodo nella regolazione dell'attività degli organismi viventi e del loro sviluppo.
presentazione aggiunta il 09/02/2014
La posizione sistematica della coda d'oro, caratteristiche della biologia. Esterno e struttura interna parassita. Tipo di larva e suo segni caratteristici... Fattori di influenza abiotici, acqua-suolo e antropici. Relazioni ecologiche dell'insetto con una pianta.
tesina, aggiunta il 18/03/2011
Componenti di natura inanimata e inorganica, che colpiscono gli organismi viventi. Caratteristiche dei fattori ambientali abiotici. Influenza dei cambiamenti nell'attività solare sui processi biosferici. Studio dei requisiti per le condizioni termiche e idriche.
abstract, aggiunto il 23/09/2014
L'influenza del surriscaldamento delle piante sulle loro caratteristiche funzionali, tipi di pericoli. Relazione tra le condizioni dell'habitat vegetale e la resistenza al calore. Adattamento e adattamento delle piante alle alte temperature. Gruppi ecologici di piante per la resistenza al calore.
abstract, aggiunto il 23/04/2011
Adattamento delle piante per mantenere l'equilibrio idrico. Il tipo di ramificazione di vari sistemi di root. Gruppi ecologici di piante in relazione all'acqua: (idato-, idro-, igro-, meso-, xero-, sclerofite e succulente). Regolazione dello scambio idrico negli animali terrestri.
abstract, aggiunto il 26/12/2013
Definizione dei concetti di "siccità" e "resistenza alla siccità". Considerazione della risposta delle piante alla siccità. Studio delle tipologie vegetali in relazione al regime idrico: xerofite, igrofite e mesofite. Descrizione del meccanismo di adattamento delle piante alle condizioni ambientali.
Gli ambienti sono definiti condizioni climatiche, così come il suolo e l'acqua.
Classificazione
Esistono diverse classificazioni dei fattori abiotici. Uno dei più popolari li divide nei seguenti componenti:
- fattori fisici pressione barometrica, umidità);
- fattori chimici (composizione dell'atmosfera, materia minerale e organica del suolo, livello di pH nel suolo e altri)
- fattori meccanici (vento, frane, movimenti dell'acqua e del suolo, terreno, ecc.)
I fattori ambientali abiotici influenzano significativamente la distribuzione delle specie e determinano la loro gamma, ad es. l'area geografica, che è l'habitat di alcuni organismi.
Temperatura
Di particolare importanza è la temperatura, poiché questo è l'indicatore più importante. A seconda della temperatura, i fattori ambientali abiotici differiscono nelle zone termali a cui è associata la vita degli organismi in natura. È freddo, temperato, tropicale e la temperatura, che è favorevole alla vita degli organismi, è detta ottimale. Quasi tutti gli organismi sono in grado di vivere nell'intervallo 0 ° - 50 ° C.
A seconda della loro capacità di esistere in diverse condizioni di temperatura, sono classificati come:
- organismi euritermali adattati alle condizioni di forti fluttuazioni di temperatura;
- organismi stenotermici esistenti in un ristretto intervallo di temperatura.
Sono considerati euritermici gli organismi che vivono prevalentemente dove prevale il clima continentale. Questi organismi sono in grado di sopportare forti sbalzi di temperatura (larve di ditteri, batteri, alghe, elminti). Alcuni organismi euritermici possono andare in letargo se il fattore di temperatura diventa "più duro". Il metabolismo in questo stato è significativamente ridotto (tassi, orsi, ecc.).
Gli organismi stenotermici possono essere trovati sia nelle piante che negli animali. Ad esempio, la maggior parte degli animali marini sopravvive a temperature fino a 30 ° C.
Gli animali sono divisi in base alla loro capacità di mantenere la propria termoregolazione, ad es. temperatura corporea costante, sul cosiddetto poichilotermico e omeotermico. I primi possono cambiare la loro temperatura, mentre nei secondi è sempre costante. Tutti i mammiferi e un certo numero di uccelli sono animali omeotermici. Tutti gli organismi sono classificati come poichilotermici, ad eccezione di alcune specie di uccelli e mammiferi. La loro temperatura corporea è vicina alla temperatura ambiente. Nel corso dell'evoluzione, gli animali omeotermici si sono adattati per proteggersi dal freddo (letargo, migrazione, pelliccia, ecc.).
Brillare
I fattori ambientali abiotici sono la luce e la sua intensità. La sua importanza è particolarmente grande per le piante fotosintetiche. Il livello di fotosintesi è influenzato dall'intensità della composizione qualitativa della luce, dalla distribuzione della luce nel tempo. Tuttavia, sono noti batteri e funghi che possono moltiplicarsi a lungo nella completa oscurità. Le piante sono divise in amanti della luce, tolleranti al calore e amanti del calore.
Per molti animali è importante la durata delle ore diurne, che influiscono sulla funzione sessuale, aumentandola durante le lunghe ore diurne e opprimendola durante le brevi giornate (autunno o inverno).
Umidità
L'umidità è un fattore complesso e rappresenta la quantità di vapore acqueo nell'aria e di acqua nel suolo. La durata della vita delle cellule e, di conseguenza, dell'intero organismo dipende dal livello di umidità. Il contenuto di umidità del suolo è influenzato dalla quantità di precipitazioni, dalla profondità dell'acqua nel suolo e da altre condizioni. L'umidità è necessaria per dissolvere i minerali.
Fattori abiotici dell'ambiente acquatico
I fattori chimici non sono inferiori nella loro importanza ai fattori fisici. Un ruolo importante appartiene al gas e alla composizione dell'ambiente acquatico. Quasi tutti gli organismi richiedono ossigeno e un certo numero di organismi richiede azoto, idrogeno solforato o metano.
I fattori fisici abiotici dell'ambiente sono la composizione del gas, che è estremamente importante per quegli esseri viventi che vivono nell'ambiente acquatico. Nelle acque del Mar Nero, ad esempio, c'è molto idrogeno solforato, motivo per cui questo bacino è considerato poco favorevole per molti organismi. La salinità è una componente importante dell'ambiente acquatico. La maggior parte degli animali acquatici vive in acque salate, meno in acque dolci e ancora meno in acque leggermente salmastre. La distribuzione e la riproduzione degli animali acquatici è influenzata dalla capacità di mantenere la composizione salina dell'ambiente interno.
I fattori abiotici sono componenti della natura inanimata. Questi includono: climatico (luce, temperatura, acqua, vento, atmosfera, ecc.), che agisce su tutti gli habitat degli organismi viventi: acqua, aria, suolo, il corpo di un altro organismo. La loro azione è sempre cumulativa.
Brillare- uno dei più importanti fattori biotici, è la fonte della vita per tutta la vita sulla terra. Nella vita degli organismi non sono importanti solo i raggi visibili, ma anche altri che raggiungono la superficie terrestre: ultravioletti, infrarossi, elettromagnetici. Il processo più importante che si verifica nelle piante sulla Terra con la partecipazione dell'energia solare: la fotosintesi. In media, l'1-5% della luce incidente su una pianta viene utilizzata per la fotosintesi e viene trasferita ulteriormente lungo la catena alimentare sotto forma di energia immagazzinata.
fotoperiodismo- adattamento di piante e animali a una certa lunghezza della giornata.
Nelle piante: ci sono specie amanti della luce e tolleranti all'ombra. Alcune specie crescono in un'area illuminata (cereali, betulla, girasole), altre con una mancanza di luce (erbe forestali, felci), le specie tolleranti all'ombra possono crescere in condizioni diverse, ma allo stesso tempo cambiare aspetto. Il pino, che è cresciuto da solo, ha una chioma densa e larga; nel supporto, la corona è formata nella parte superiore e il tronco è nudo. Ci sono piante a giorno corto e lungo.
Tra gli animali, la luce è un mezzo di orientamento nello spazio. Alcuni sono adattati per vivere alla luce del sole, altri sono notturni o crepuscolari. Ci sono animali, come le talpe, che non hanno bisogno della luce del sole.
Temperatura L'intervallo di temperatura in cui è possibile la vita è molto piccolo. Per la maggior parte degli organismi, è determinato da 0 a + 50°C.
Il fattore di temperatura ha pronunciato fluttuazioni stagionali e giornaliere. La temperatura determina la velocità dei processi biochimici nella cellula. Determina l'aspetto dell'organismo e l'ampiezza della sua distribuzione geografica. Gli organismi che possono resistere a un'ampia gamma di temperature sono chiamati euritermici. Gli organismi stenotermici vivono in un intervallo di temperatura ristretto.
Alcuni organismi sono più adatti a tollerare temperature dell'aria sfavorevoli (alte o basse), mentre altri sono più adatti alle temperature del suolo. C'è un grande gruppo di organismi a sangue caldo che sono capaci di
mantenere la temperatura corporea a un livello stabile. La capacità degli organismi di sospendere la loro attività a temperature sfavorevoli è chiamata animazione sospesa.
acqua Gli organismi viventi che non contengono acqua nei loro tessuti non esistono sulla terra. Il contenuto di acqua corporea può raggiungere il 60-98%. La quantità di acqua necessaria per il normale sviluppo varia con l'età. Gli organismi sono particolarmente sensibili alla carenza d'acqua durante la stagione riproduttiva.
In relazione al regime idrico, le piante sono divise in 3 grandi gruppi:
igrofiti- piante in luoghi umidi. Non sopportano la scarsità d'acqua.
mesofiti- Piante di habitat moderatamente umidi. Sono in grado di resistere alla siccità del suolo e dell'aria per un breve periodo. Queste sono la maggior parte delle colture, erbe da prato.
Xerofite- piante di habitat aridi. Sono adattati per resistere a lungo alla mancanza di acqua a causa di dispositivi speciali. Le foglie si trasformano in spine o, come, ad esempio, nelle piante grasse: le cellule crescono fino a dimensioni enormi, immagazzinando acqua in se stesse. Esiste anche una classificazione simile per gli animali. Solo la fine della fita cambia in phyla: igrofili, mesofilli, xerofili.
Atmosfera L'atmosfera stratificata che ricopre la terra e lo strato di ozono, situata ad un'altitudine di 10-15 km, protegge tutti gli esseri viventi dalle potenti radiazioni ultraviolette e dalle radiazioni cosmiche. La composizione del gas dell'atmosfera moderna è il 78% di azoto, il 21% di ossigeno, lo 0,3-3% di vapore acqueo, l'1% rappresentato da altri elementi chimici.
Suolo o fattori edafici... Il suolo è un corpo naturale bio-inerte formato sotto l'influenza della natura animata e inanimata. Lei è fertile. Le piante consumano azoto, fosforo, potassio, calcio, magnesio, boro e altri microelementi dal suolo. La crescita, lo sviluppo e la produttività biologica delle piante dipendono dalla disponibilità di nutrienti nel suolo. Sia la mancanza che l'eccesso di nutrienti possono essere il fattore limitante. Alcune specie vegetali si sono adattate a un eccesso di qualsiasi elemento, ad esempio il calcio, e sono chiamate calcifille.
Il terreno è caratterizzato da una certa struttura, che dipende dall'humus, un prodotto di scarto di microrganismi e funghi. Il suolo contiene aria e acqua, che interagiscono con altri elementi della biosfera.
Con vento, acqua o altra erosione, si verifica la distruzione della copertura del suolo, che porta alla perdita della fertilità del suolo.
Fattori orografici - topografia. Il rilievo del terreno non è un fattore diretto, ma è di grande importanza ecologica come fattore indiretto di ridistribuzione di fattori climatici e altri fattori abiotici. L'esempio più eclatante dell'influenza del rilievo è la zonizzazione verticale inerente alle regioni montuose.
Distinguere:
nanorilievo: questi sono cumuli vicino a tane di animali, collinette nelle paludi, ecc .;
microrilievo - piccoli imbuti, dune di sabbia;
mesorilievo - burroni, burroni, valli fluviali, colline, depressioni;
macrorilievo - altipiani, pianure, catene montuose, ad es. confini geografici significativi che hanno un impatto significativo sul movimento delle masse d'aria.
Fattori biotici. Gli organismi viventi sono influenzati non solo da fattori abiotici, ma anche dagli organismi viventi stessi. Il gruppo di questi fattori comprende: fitogenico, zoogenico e antropico.
L'influenza dei fattori biotici sull'ambiente è molto varia. In un caso, quando specie diverse si influenzano a vicenda, non hanno alcun effetto (0), nell'altro caso gli effetti sono favorevoli (+) o sfavorevoli (-).
Tipi di relazione tra specie
Neutralismo (0,0) - le specie non si influenzano a vicenda;
concorrenza (-, -) - ogni specie ha un effetto negativo, sopprimendo l'altra e soppiantando quella più debole;
mutualismo (+, +) - una delle specie può svilupparsi normalmente solo in presenza di un'altra specie (simbiosi di piante e funghi);
Protocooperazione (+, +) - cooperazione, influenza reciprocamente vantaggiosa, non così dura come nel mutualismo;
Commensalismo (+, 0) una specie beneficia della coesistenza;
amensalismo (0, -) - una specie è oppressa, l'altra non è oppressa;
L'influenza antropogenica si inserisce in questa classificazione delle relazioni tra specie. Tra i fattori biotici, è il più potente. Può essere diretto o indiretto, positivo o negativo. L'impatto antropico sull'ambiente abiotico e biotico nel manuale è considerato più lontano dal punto di vista della protezione della natura.
I fattori ambientali abiotici includono il substrato e la sua composizione, l'umidità, la temperatura, la luce e altri tipi di radiazioni in natura, la sua composizione e il microclima. Va notato che la temperatura, la composizione dell'aria, l'umidità e la luce possono essere attribuite condizionatamente a "individuo" e il substrato, il clima, il microclima, ecc. - a fattori "complessi".
Il substrato (letteralmente) è il sito di attacco. Ad esempio, per le forme di piante legnose ed erbacee, per i microrganismi del suolo è il suolo. In alcuni casi il substrato può essere considerato sinonimo di habitat (ad esempio il suolo è un habitat edafico). Il substrato è caratterizzato da una certa Composizione chimica che colpisce gli organismi. Se il substrato è inteso come un habitat, allora in questo caso è un complesso di fattori biotici e abiotici caratteristici di esso, a cui questo o quell'organismo si adatta.
Caratterizzazione della temperatura come fattore abiotico dell'ambiente
Il ruolo della temperatura come fattore ambientale si riduce al fatto che influenza il metabolismo: a basse temperature, la velocità delle reazioni bioorganiche rallenta notevolmente e ad alte temperature aumenta in modo significativo, il che porta a uno squilibrio nel corso dei processi biochimici , e questo provoca varie malattie, e talvolta anche la morte.
Effetto della temperatura sugli organismi vegetali
La temperatura non è solo un fattore che determina la capacità delle piante di abitare un determinato territorio, ma per alcune piante influenza il processo del loro sviluppo. Pertanto, le varietà invernali di grano e segale, che non hanno subito il processo di "vernalizzazione" (esposizione a basse temperature) durante la germinazione, non producono semi quando crescono nelle condizioni più favorevoli.
Le piante hanno vari adattamenti per resistere agli effetti delle basse temperature.
1. In inverno, il citoplasma perde acqua e accumula sostanze che hanno un effetto "antigelo" (si tratta di monosaccaridi, glicerina e altre sostanze) - le soluzioni concentrate di tali sostanze si congelano solo a basse temperature.
2. La transizione delle piante a uno stadio (fase) resistente alle basse temperature - lo stadio di spore, semi, tuberi, bulbi, rizomi, radici, ecc. Le forme legnose e arbustive delle piante perdono le foglie, gli steli sono ricoperti di un sughero con elevate proprietà di isolamento termico e le sostanze antigelo si accumulano nelle cellule viventi.
L'effetto della temperatura sugli organismi animali
La temperatura influisce in modo diverso sugli animali poichilotermici e omeotermici.
Gli animali poichilotermici sono attivi solo durante il periodo di temperature ottimali per la loro attività vitale. Durante le basse temperature vanno in letargo (anfibi, rettili, artropodi, ecc.). Alcuni insetti svernano sotto forma di uova o pupe. Il letargo del corpo è caratterizzato da uno stato di animazione sospesa, in cui i processi metabolici sono molto inibiti e il corpo può restare a lungo senza cibo. Gli animali poichilotermici possono anche andare in letargo se esposti a temperature elevate. Quindi, gli animali alle latitudini inferiori nell'ora calda della giornata sono nelle tane e il periodo della loro vita attiva si verifica al mattino presto o alla sera tardi (o sono notturni).
Gli organismi animali vanno in letargo non solo a causa dell'esposizione alla temperatura, ma anche per altri fattori. Pertanto, un orso (animale omeotermico) va in letargo in inverno a causa della mancanza di cibo.
Gli animali omeotermici sono meno dipendenti dalla temperatura nella loro attività vitale, ma la temperatura li influenza in termini di presenza (assenza) di una base alimentare. Questi animali hanno i seguenti adattamenti per superare gli effetti delle basse temperature:
1) gli animali si spostano da zone più fredde a quelle più calde (migrazioni di uccelli, migrazioni di mammiferi);
2) cambiare la natura della copertura (la pelliccia o il piumaggio estivo sono sostituiti da uno invernale più spesso, accumulano un grande strato di grasso - cinghiali, foche, ecc.);
3) ibernare (ad esempio un orso).
Gli animali omeotermici hanno adattamenti per ridurre l'esposizione alle temperature (sia alte che basse). Quindi, una persona ha ghiandole sudoripare che cambiano la natura della secrezione a temperature elevate (la quantità di secrezione aumenta), il lume dei vasi sanguigni nella pelle cambia (a basse temperature diminuisce e ad alte temperature aumenta), ecc.
Radiazione come fattore abiotico
Sia nella vita delle piante che nella vita degli animali, un ruolo enorme è svolto da varie radiazioni, che entrano nel pianeta dall'esterno (i raggi del sole) o vengono rilasciate dalle viscere della Terra. Qui considereremo principalmente la radiazione solare.
La radiazione solare è disomogenea e consiste in onde elettromagnetiche di diversa lunghezza e quindi di diversa energia. I raggi dello spettro visibile e invisibile raggiungono la superficie della Terra. I raggi dello spettro invisibile includono raggi infrarossi e ultravioletti, mentre i raggi dello spettro visibile hanno i sette raggi più distinguibili (dal rosso al viola). i quanti di radiazione aumentano dall'infrarosso all'ultravioletto (cioè, i raggi ultravioletti contengono i quanti delle lunghezze d'onda più corte e dell'energia più alta).
I raggi del sole hanno diverse funzioni ecologicamente importanti:
1) a causa dei raggi del sole, si realizza un certo regime di temperatura sulla superficie terrestre, che ha un carattere zonale latitudinale e verticale;
In assenza di esposizione umana, la composizione dell'aria, tuttavia, può variare a seconda dell'altitudine sul livello del mare (con l'altitudine, il contenuto di ossigeno e anidride carbonica diminuisce, poiché questi gas sono più pesanti dell'azoto). Aria aree costiere arricchito con vapore acqueo, che contiene sali marini disciolti. L'aria del bosco si differenzia dall'aria dei campi per le mescolanze di composti rilasciati da varie piante (per esempio, l'aria pineta contiene una grande quantità di sostanze resinose ed esteri che uccidono i patogeni, quindi quest'aria è curativa per i pazienti con tubercolosi).
Il più importante fattore abiotico complesso è il clima.
Il clima è un fattore abiotico cumulativo, che include una certa composizione e livello di radiazione solare, il livello associato di effetti di temperatura e umidità e un certo regime del vento. Il clima dipende anche dalla natura della vegetazione che cresce in una data area e dal terreno.
Sulla Terra si osserva una certa zonizzazione climatica latitudinale e verticale. Distinguere tra clima tropicale umido, subtropicale, fortemente continentale e altri tipi di clima.
Rivedere le informazioni sui diversi tipi di clima nel libro di testo geografia fisica... Considera le caratteristiche del clima della zona in cui vivi.
Il clima come fattore aggregato forma un particolare tipo di vegetazione (flora) e un tipo di fauna ad essa strettamente correlato. Gli insediamenti umani hanno una grande influenza sul clima. Il clima delle grandi città è diverso da quello delle aree suburbane.
Confronta il regime di temperatura della città in cui vivi e il regime di temperatura dell'area in cui si trova la città.
Di norma, la temperatura all'interno della città (soprattutto al centro) è sempre più alta che nella regione.
Il microclima è strettamente correlato al clima. La ragione dell'emergere del microclima è la differenza nel rilievo in un dato territorio, la presenza di bacini idrici, che porta a un cambiamento delle condizioni in diversi territori di una determinata zona climatica. Anche in un'area relativamente piccola di un cottage estivo, in alcune sue parti, possono sorgere condizioni diverse per la crescita delle piante a causa di condizioni diverse illuminazione.
