Значение физических факторов среды в жизни организмов

Законы биосферы

Феноменологический постулат Хинчина (1983) и Брилюеш (1956), согласно которому степень упорядоченности системы возрастает, если мера хаоса уменьшается, и наоборот. Это важно для характеристики любого биоценоза как совокупности популяций различных организмов - растений, животных, микроорганизмов, населяющих определенный биотоп.

Постулат Моисеева (1988) об экономии энергии означает, что наибольшая вероятность на сохранение стабильности и развитие имеет экосистема, утилизирует внешнюю вещество и энергию, накопившуюся в ней в оптимальных количествах и наиболее эффективно.
Понятие энтропии, которое предложил Р. Клаузиус в 1865 г. для характеристики термодинамических процессов, является одним из важнейших в экологии. В окружающей среде энтропия (мера хаоса, беспорядка) значительно выше, чем в организме, Системе, которые находятся в определенном окружающей их среде. За счет автоматического уменьшения энтропии возникают и существуют какие-либо системы - живые, неживые.

Принцип Гаузе (1934), или конкурентного исключения - принцип экологической несовместимости, согласно которому два вида с подобными экологическими требованиями не могут долгое время занимать одну экологическую нишу.

Принцип Тигилера (1955) характеризует состав и размер ареола вида или местонахождение популяции, обусловленные их биологическими характеристиками, особенностями. Принцип минимального размера популяции означает, что любая популяция имеет определенную минимальную численность особей, дальнейшее уменьшение которого приводит к ее исчезновению, или даже вида в целом. Принцип экологического соответствия - существование организма всегда зависит от его условий жизни

Закон биогенной миграции атомов (В. И. Вернадский)

Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (02, С02, Н2 и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое населяет в настоящее время биосферу, так и тем, которое действовало на Земле на протяжении всей геологической истории».Понимание химических процессов, которые протекают в природе, невозможно без учета биотических и биогенных факторов. Воздействуя на биосферу, люди тем самым изменяют условия биологической миграции атомов. Таким образом, процесс может стать неуправляемым. Основной вывод – сохранение живого покрова Земли в относительно неизменном виде.

7.Биогеохимический круговоротпредставляет собой часть биотического круговорота, включающую обменные циклы химических элементов, без которых не может существовать живое вещество (углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера и многие другие). Обычно выделяют три основных типа биогеохимических круговоротов: круговорот воды, газообразных веществ, осадочные циклы химических элементов.
Круговорот воды
Вода — основной элемент, необходимый для жизни. В океанах сосредоточено 97 % общей массы воды биосферы. Из океана испаряется больше воды, чем поступает в него с осадками, на суше — наоборот. «Лишние» осадки, выпадающие на суше, попадают в ледяные шапки и ледники, пополняют грунтовые воды (оттуда растения черпают воду для транспирации), наконец, оказываются в озерах и реках, возвращаясь постепенно со стоком в океан. В основном круговорот воды происходит между атмосферой и океаном. Круговорот углерода
На суше он начинается с фиксации диоксида углерода растениями в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и побочным выделением кислорода. Часть связанного углерода выделяется во время дыхания растений в составе СО2.Немало диоксида углерода выделяют бактерии. Диоксид углерода выделяется также корнями растений и многочисленными живыми организмами. Микроорганизмы разлагают отжившие растения и погибших животных, в результате чего углерод мертвого органического вещества окисляется до диоксида углерода и снова попадает в атмосферу.
Из Мирового океана на сушу углерод поступает в незначительных количествах в форме СО2, выделяемого в атмосферу. Углекислый газ атмосферы и гидросферы обменивается и обновляется живыми организмами за 395 лет.
Круговорот азота
В круговороте соединений азота ключевое значение принадлежит микроорганизмам: азотфиксаторам, нитрификаторам и денитрификаторам. Другие же организмы оказывают влияние на круговорот азота лишь после того, как он войдет в состав их клеток. Из огромного запаса азота в атмосфере и осадочной оболочке литосферы в круговороте его участвует только фиксированный азот, усваиваемый живыми организмами суши и океана.
Круговорот кислорода
В круговороте кислорода отчетливо выражены активная геохимическая деятельность живого вещества, его первостепенная роль в этом процессе. Биогеохимический цикл кислорода является планетарным процессом, который связывает атмосферу и гидросферу с земной корой. Ключевые звенья этого круговорота: образование свободного кислорода при фотосинтезе в зеленых растениях, потребление его для осуществления дыхательных функций всеми живыми организмами, для реакции окисления органических остатков и неорганических веществ (например, сжигания топлива) и другие химические преобразования, ведущие к образованию таких окисленных соединений, как диоксид углерода и вода, и последующему вовлечению их в новый цикл фотосинтетических превращений.
Круговорот фосфора
Фосфор не играет роли одного из главных элементов оболочек Земли. Тем не менее геохимический цикл фосфора включает разнообразные пути миграции в земной коре, интенсивный биологический круговорот и миграцию в гидросфере. Его органические соединения играют важную роль в процессах жизнедеятельности всех растений и животных, входят в состав нуклеиновых кислот, сложных белков, фосфолипидов мембран, являются основой биоэнергетических процессов. На суше протекает интенсивный круговорот фосфора в системе почва—растения—животные—почва.

Значение физических факторов среды в жизни организмов.

Температура - один из важнейших факторов, который влияет на живые организмы. От этого фактора зависит нормальное течение всех жизненных процессов в организме - обмен веществ, рост, развитие и т.д. Температура более-менее закономерно изменяется в течение суток и от сезона к сезону. Температурный режим также зависит от географической широты, высоты местности над уровнем моря и др. Температура - важный ограничивающий фактор. Пределами толерантности для любого вида является максимальная и минимальная летальные температуры, за пределами которых вид смертельно поражают жара или холод.

Терморегуляция — это способность животных организмов поддерживать температуру тела в определённых границах, даже если температура внешней среды сильно отличается. Известны морфологические (различные жизненные формы растений и животных) и физиологические (акклиматизация, миграция, зимовка, летняя спячка, анабиоз, диапауза) адаптации к воздействию низких и высоких температур.

Свет - это первичный источник энергии для фотосинтеза, без которого невозможна жизнь на Земле. Также свет является важным экологическим фактором, который существенно влияет на биоту в целом и на адаптационные процессы и явления в организмах. Основной источник света - солнечная радиация.
Важное значение имеет интенсивность освещения. Например, растения по отношению к освещенности делятся на светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые.

Влажность. Вода – это необходимый компонент клетки, поэтому ее количество в тех или иных местах обитания является ограничивающим фактором для растений и животных и определяет характер флоры и фауны данной местности. Избыток влаги в почве приводит к заболачиванию почвы и появлению болотной растительности. При 250 мл в год – пустыня. В природе происходят и суточные колебания влажности воздуха, которые влияют на активность организмов. Между влажностью и температурой есть тесная связь. Температура сильнее влияет на организм при влажность высокая или низкая. У растений и животных появились приспособления к разной влажности..У животных появились приспособленности, позволяющих переносить недостаток влаги. Мелкие животные – грызуны, змеи, черепахи, членистоногие – добывают влагу из пищи. В жаркое время некоторые животные – грызуны, черепахи впадают в спячку, продолжавшуюся несколько месяцев. Растения – эфемеры к началу лета, после кратковременного цветения, могут сбрасывать листья, отмирать наземные части и так переживать период засухи. При этом до следующего сезона сохраняются луковицы, корневища.

Популяция — совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.

Характеристика: