На конкретных примерах объясните, как влияют антропогенные факторы на экосистемы

Экологические факторы

Тип факторов	Характеристика факторов
Абиотические	Факторы неживой природы — физические и химические условия среды. К ним относятся температура, влажность, свет, движение воздушных масс (ветер), течение и соленость воды, осадки, снежный покров, магнитное поле Земли
Биотические	Под биотическими факторами среды понимают взаимное влияние живых организмов друг на друга. Условно биотические факторы можно разделить на внутривидовые и межвидовые. внутривидовые факторы проявляются во взаимодействии особей определенного вида друг с другом и конкуренции за различные ресурсы (территорию, пищу, полового партнера). Межвидовые факторы очень разнообразны. в процессе эволюции сформировалось несколько типов межвидовых взаимоотношений (конкуренция, хищничество, паразитизм, комменсализм и др.)
Антропоген ные	Это факторы, обусловленные деятельностью человека. К ним относятся загрязнение среды, неограниченная охота, разрушение среды обитания, интродукция новых видов и др.

 

Влияние экологических факторов на живые организмы

Относительно любого фактора среды живые организмы обладают так называемым диапазоном устойчивости (толерантности).

Если интенсивность фактора выходит за пределы толерантности, живые организмы погибают. Так, если слон попадет в местность с температурой воздуха -20 °С, то он достаточно быстро погибнет. Поэтому организмы стремятся жить в условиях, к которым они лучше приспособлены и где факторы не выходят за пределы толерантности. Такие условия называют биологическим оптимумом для определенного вида организмов.

Большинство экологических факторов меняются независимо друг от друга. И довольно трудно подобрать место обитания так, чтобы все факторы были в пределах биологического оптимума. Поэтому нередко какие-то из факторов влияют на живые организмы критичнее других. Фактор, который больше всего влияет на выживание, называют ограничивающим (лимитирующим). Лимитирующими факторами могут быть температура, давление, соленость воды, хищники и др.

 

Организмы подвержены влиянию различных факторов среды — экологических факторов, которые по своей природе могут быть абиотическими, биотическими и антропогенными. Организмы стремятся избегать воздействия негативных факторов и жить в условиях, к которым они лучше приспособлены. Такие условия называют биологическим оптимумом для определенного вида организмов.

Проверьте свои знания!

Что такое экологические факторы?

На какие группы делят экологические факторы?

На конкретных примерах объясните, как влияют антропогенные факторы на экосистемы.

4*. Какие условия будут биологическим оптимумом для вида организмов? Объясните на конкретном примере.

5*. На конкретном примере покажите, что такое лимитирующие факторы.

В естественных условиях каждый организм живет не изолировано, а находится во взаимосвязях с другими живыми организмами. Взаимодействуя между собой, организмы вступают один с другим в определенные связи, которые могут быть полезными, вредными или нейтральными в зависимости от того, стимулируется или ограничивается жизнедеятельность каждого из них. Связи между организмами - необходимое условие их существования.

Непосредственное живое окружение организма составляет его биотическую среду, а факторы этой среды называются биотическими. Итак, биотические факторы объединяют всю совокупность влияний живых организмов один на один, а представители каждого вида могут жить лишь в такой биотической среде, которая обеспечивает для них нормальные условия существования.

Рассмотрим характерные особенности отношений различных типов.

Позитивные отношения.

Симбиоз - сожительство (от греческого sym - вместе, bios - жизнь) - длительное, неразделимое и взаимовыгодное отношение двух или более видов организмов. Есть несколько форм симбиоза:

- кооперация - о бщеизвестное сожительство раков-отшельников с мягкими коралловыми полипами-актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой падает на дно и поедается раком. Например, жвачные животные - коровы, олени - переваривают клетчатку с помощью бактерий. Стоит только удалить этих симбионтов, и животные погибнут от голода.

- мутуализм (от латинского mutuus - взаимный). Форма взаимовыгодных отношений видов - от временного, необязательного контакта до симбиоза - неразделимой полезной связи двух видов. Лишайники - это сожительство гриба и водоросли. В лишайнике гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них гриб получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями. Водоросль же из гиф гриба извлекает воду и минеральные соли. Всего в природе насчитывается более 20000 видов симбиотических организмов. Кишечные симбионты участвуют в переработке грубых растительных кормов у многих жвачных животных. Менее обязательны, но чрезвычайно существенны мутуалистические отношения, например, между сибирской кедровой сосной и птицами - кедровкой, поползнем и кукшей, которые, питаясь семенами сосны и запасая корма, способствуют самовозобновлению кедровников.

- коменсализм - нахлебничество (от латинского com - вместе, mensa - трапеза). Одна из форм симбиоза- взаимоотношения, при которых извлекая из хозяина значительную пользу (пища, убежище), виды-комменсалы не приносят ему никакой выгоды или заметного вреда. Это одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи. Рыбы-лоцманы сопровождают акул, дельфинов, двигаясь вместе с ними в слое воды, примыкающей непосредственно к поверхности тела этих животных, и не затрачивая поэтому усилий на такую большую скорость и питаясь остатками пищи, экскрементами и паразитами сопровождаемых животных. В гнездах птиц, норах грызунов обитает огромное количество членистоногих, использующих микроклимат жилищ и находящих там пищу за счет разлагающихся остатков или других видов сожителей. Многие виды вне нор не встречаются совсем.

Отношения типа комменсализма очень важны в природе, способствуя более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.

- квартирантство - для некоторых организмов тела животных других видов или их местообитания (постройки) служат убежищами. Мальки рыб прячутся под зонтиками крупных медуз, В знездах птиц, норах грызунов живут членистоногие. Растения также используют другие виды как места обитания: эпитафы (водоросли, мхи, лишайники). Древесные растения служат им местом прикрепления. Питаются же эпитафы за счет отмирающих тканей, выделений хозяина и за счет фотосинтеза.

 

Негативные отношения.

 

Поскольку в структуре экосистемы преобладают пищевые взаимодействия, наиболее характерной формой взаимодействия видов в трофических цепях является хищничество, при котором особь одного вида, называемая хищником, питается организмами (или частями организмов) другого вида, называемого жертвой, причем хищник живет отдельно от жертвы. В таких случаях говорят, что два вида вовлечены в отношения «хищник – жертва».

Объекты охоты хищников разнообразны, однако и те и другие обладают рядом механизмов, способствущих нормальному протеканию отношений в структуре «хищник – жертва». Например, виды-жертвы выработали целый ряд защитных механизмов, чтобы не стать легкой добычей для хищника: умение быстро бегать или летать, выделение химических веществ с запахом, отпугивающим хищника или даже отравляющим его, обладание толстой кожей или панцирем, защитной окраской или способностью изменять цвет. У хищников тоже есть несколько способов эффективной добычи жертвы. Например, они вырабатывают сложное поведение, например, согласованные действия стаи волков при охоте на оленей. Плотоядные, в отличие от травоядных, обычно вынуждены преследовать и догонять свою жертву (сравните, например, растительноядных слонов, бегемотов, коров с плотоядными гепардами, пантерами и т.п.).

Другой путь обеспечения себя животной пищей - это путь, по которому пошел человек, - изобретение орудий лова и одомашнивание животных.

Аменсализм - при этом типе взаимоотношений один вид (его называют ингибитором) причиняет вред другому один вид (его называют аменсал) и при этом не испытывает никаких неудобств. Например, благодаря токсическим выделениям своих корней ястребинка (семейство сложноцветные - Asteraceae) вытесняет другие однолетние растения и образует чистые заросли на довольно больших площадях.

Именно аменсальными отношениям мы обязаны открытием пенициллина. Низшие грибы вырабатывают антибиотики - вещества, тормозящие рост бактерий. Именно эти вещества, которые вырабатывают грибы-ингибиторы, и взяла на вооружение медицина.

Паразитизм. Организмы могут использовать другие виды не только как место обитания, но и как постоянный источник питания. Паразиты питаются за счет другого организма, называемого хозяином, однако в отличие от хищников они живут на хозяине или внутри его организма на протяжении значительной части их жизненного цикла. Паразит использует для своей жизнедеятельности питательные вещества хозяина, тем самым постоянно ослабляя, а нередко убивая его.

Известно несколько десятков тысяч видов паразитических форм, из них около 500 - паразиты человека.

Формы паразитизма. Паразиты могут быть временными, когда организм-хозяин подвергается нападению на короткий срок, лишь на время питания. Таковы слепни, клопы, блохи, мухи-жигалки. Организмы, способные длительное время использовать хозяина, не приводя его к слишком ранней гибели и обеспечивая себе тем самым наилучшее существование. К числу постоянных паразитов относятся: простейшие (дизентерийная амеба, малярийный плазмодий), плоские черви (цепни, сосальщики), круглые черви (власоглав, аскарида), членистоногие (чесоточный зудень). С гибелью хозяина погибает и паразит.

Гнездовой паразитизм свойственен позвоночным животным. Обыкновенная кукушка откладывает свои яйца в гнезда более 100 видов птиц, преимущественно мелких воробьиных. Птенцы паразитического вида вылупливаются быстрее, чем птенцы хозяина. Вылупившийся кукушонок выталкивает яйца и птенцов своих хозяев и получает всю пищу от приемных родителей.

Паразитические отношения встречаются и у растений. Особенно распространены паразитические бактерии и грибы. Один из самых процветающих паразитов высших растений - гриб рода фитофтора. Некоторые виды этого рода поражают любые растения.

Конкуренция является в природе наиболее всеохватывающим типом отношений, при котором две популяции или две особи в борьбе за необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно. Ч.Дарвин считал конкуренцию одной из важнейших составных частей борьбы за существование, играющей большую роль в эволюции видов.

Конкуренция - это взаимоотношения, возникшие между видами со сходными экологическими требованиями. Когда такие виды обитают совместно, каждый из них находится в невыгодном положении, т.к. присутствие другого уменьшает возможности в овладении ресурсами, убежищами и прочими средствами к существованию, которым располагает местообитание.

Конкуренция может быть внутривидовой и межвидовой. Внутривидовая борьба происходит между особями одного и того же вида, межвидовая конкуренция имеет место между особями разных видов.

Конкурентное взаимодействие может касаться жизненного пространства, пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и многих других жизненно важных факторов. Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы до совместного существования. Преимущества в конкурентной борьбе достигаются видами различными способами: дин вид может иметь преимущество перед другим за счет более интенсивного размножения, потребления большего количества пищи или солнечной энергии, способности лучше защитить себя, адаптироваться к более широкому диапазону температур, освещенности или концентрации определенных вредных веществ. У растений подавление конкурентов происходит в результате перехвата питательных веществ и почвенной влаги корневой системой и солнечного света - листовым аппаратом, а также в результате выделения токсичных соединений.

У животных встречаются случаи прямого нападения одного вида на другой в конкурентной борьбе. Например, личинки яйцееда diachasoma и tryonhi opius humilis, оказавшиеся в одном яйце хозяина, вступают друг с другом в схватку и убивают соперника, прежде чем приступить к питанию.

Тем не менее, рано или поздно один конкурент вытесняет другого.

Межвидовая конкуренция, независимо от того, что лежит в ее основе, может привести либо к установлению равновесия между двумя видами, либо к замене популяции одного вида популяцией другого, либо к тому, что один вид вытеснит другой в иное место или же заставит его перейти на использование иных ресурсов. Установлено, что два одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида не могут сосуществовать в одном месте и рано или поздно один конкурент вытесняет другого. Популяции некоторых видов живых организмов избегают или снижают конкуренцию переселением в другой регион с приемлемыми для себя условиями либо переходом на более труднодоступную или трудноусваиваемую пищу, либо сменой времени или места добычи корма. Так, например, ястребы питаются днем, совы - ночью; львы охотятся на более крупных животных, а леопарды - на более мелких.

Нейтральные отношения.

Нейтрализм - форма взаимоотношений, при которых обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз, зависят от состава сообщества в целом. Например, белки и лоси, обитая в одном лесу, не контактируют друг с другом, однако состояние леса сказывается на каждом из этих видов. В действительности бывает, однако, довольно трудно при помощи наблюдений и экспериментов в природных условиях убедиться, что два вида абсолютно независимы один от другого.

Взаимоотношения между животными, растениями, микроорганизмами (их еще называют коакциями) чрезвычайно многообразны. Их также можно разделить на: прямые и косвенные, опосредствованы через изменение своим присутствием соответствующих абиотических факторов.

Взаимодействия живых организмов классифицируют с точки зрения их реакции друг на друга. В частности, выделяют гомотипические реакции между взаимодействующими особями одного и того же вида и гетеротипические реакции при коакциях между индивидуумами разных видов.

Одним из важнейших биотических факторов является также пищевой (трофический) фактор. Трофический фактор характеризуется количеством, качеством и доступностью пищи. Любой вид животного или растения обладает четкой избирательностью к составу пищи. Различают виды монофаги, питающиеся только одним видом, полифаги, питающиеся несколькими видами, а также виды, питающиеся более или менее ограниченным ассортиментом кормов, называемые широкие или узкие олигофаги.

Обобщая рассмотрение форм биотических отношений, можно сделать вывод, что все перечисленные формы биологических связей между видами служат регистраторами численности животных и растений в биоценозе, определяя степень его устойчивости; при этом, чем больше видовой состав биоценоза, тем устойчивее сообщество в целом.