Рассмотрим в общих чертах некоторые из наиболее значимых абиотических факторов окружающей среды.
Температура оказывает регулирующее влияние на многие процессы жизни растений и животных, изменяя интенсивность обмена веществ. Пределами толерантности для организмов любых видов являются максимальная и минимальная летальные (смертельные) температуры.
Подавляющее большинство организмов способны жить в диапазоне температур от 0 до 50°С, что обусловлено свойствами протоплазмы клеток. Активность клеточных ферментов лежит в пределах от 10 до 40 °С; вне этого диапазона реакции в клетке либо сильно замедляются, либо прекращаются вследствие разрушения органических веществ. Тем не менее отдельные виды микроорганизмов способны жить и размножаться при температурах, близких к точке кипения. Верхний предел для бактерий горячих источников составляет 88°С, для сине-зеленых водорослей – 80°С.
Процессы адаптации по отношению к температуре у животных привели к появлению пойкилотермных и гомойотермных организмов. Пойкилотермные животные – это животные, температура тела которых изменяется при изменении температуры окружающей среды (земноводные, пресмыкающиеся и др.). Гомойотермные животные имеют относительно постоянную температуру тела, независящую от температуры внешней среды.
|
|
Для многих организмов характерно явление, называемое диапаузой, при котором все процессы жизнедеятельности приостанавливаются, что помогает организму пережить неблагоприятные температурные условия.
Большое значение имеют периодические изменения температуры во времени. Температурные ритмы в значительной степени контролируют сезонную и суточную активность растений и животных. Температура часто создает зональность и стратификацию в водных и наземных местообитаниях.
Свет – основной источник энергии на Земле. Он участвует в процессе фотосинтеза, в результате которого световая энергия переходит в химическую энергию органических соединений. Свет как экологический фактор существенно влияет на адаптационные процессы и явления в организмах.
Важное значение имеет интенсивность излучения. По отношению к освещенности растения подразделяются на светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые. Последние имеют широкий диапазон толерантности к свету и могут развиваться как при яркой освещенности, так и в тени.
Свет представляет собой мощный сигнальный фактор, вызывающий регуляторные адаптации у организмов. Фотопериодизм – это реакция организма на сезонные изменения длины дня. Фотопериодизм существует как у растений (рост, цветение, опадание листвы), так и у животных (линька, накопление жира, миграции, размножение и др.). Кроме того, свет обусловливает суточные ритмы организмов.
|
|
Вода оказывает огромное влияние на биоту Земли. Вода физиологически необходима клеткам любых организмов, и с экологической точки зрения она часто является лимитирующим фактором. В наземно-воздушных условиях этот экологический фактор характеризуется, в первую очередь, величиной количества осадков и влажностью.
В растениях небольшая часть воды (примерно 0,5%) используется на фотосинтез, а 97–99% влаги идет на транспирацию – испарение через листья. Для сохранения оптимального водного баланса в условиях недостатка воды у растений существуют различные адаптации: мощная корневая система, депонирование воды в измененных листьях и стеблях (алоэ, кактус), снижение транспирации. Животные также выработали адаптации, позволяющие пережить недостаток воды: морфологические (раковины, роговые покровы), физиологические (использование метаболической воды), поведенческие (миграция к местам водопоя).
Водные условия создают своеобразную среду обитания организмов, отличающуюся от наземной прежде всего плотностью и вязкостью. Важнейшими физико-химическими свойствами водной среды являются: температурная стратификация, то есть изменение температуры по глубине водного объекта и периодические изменения температуры во времени, а также прозрачность воды, определяющая световой режим под ее поверхность. Важную роль играет газовый состав водной среды. Кроме того, существенное влияние на биоту оказывают кислотность, соленость, гидростатическое давление и перемещение водных масс (течения).
Газовый состав атмосферы относится к одному из важных экологических факторов. Химический состав атмосферы довольно однороден: азот–78,8%, кислород–21%, аргон–0,9%; углекислый газ–0,03% по объему. Для большинства организмов, живущих в естественных наземно-воздушных условиях, газовый состав атмосферы, как правило, не является лимитирующим фактором, т.к. вследствие динамичности атмосферы происходит постоянный приток воздуха к организмам. Однако резкое изменение концентрации кислорода или загрязнение атмосферы может привести к подавлению жизнедеятельности или гибели живых существ.
Эдафические факторы – это почвенные условия произрастания растений и жизни почвенных организмов. Эти факторы делятся на химические (кислотность, солевой режим, элементарный химический состав и т.д.); физические (водный, воздушный и тепловой режимы, плотность почвы, гранулометрический состав, структура и др.); биологические (растительные и животные организмы, населяющие почву).
Среди абиотических факторов особого внимания заслуживает огонь или пожар. В настоящее время экологи пришли к однозначному мнению, что пожар надо рассматривать как один из естественных абиотических факторов наряду с климатическими, эдафическими и другими факторами.