Понятие об экологическом факторе. Классификация экологических факторов

ЛЕКЦИЯ №2 (4 часа

Аутэкология (экология организмов)

План:

1. Понятие об экологическом факторе. Классификация экологических факторов.

2. Общие закономерности действия экологического фактора на организм. Основные законы аутэкологии.

3. Экологическая характеристика организмов.

4. Стратегия жизни организмов.

Аутэкология (греч. αὐτός - «сам») – 1) раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой; 2) раздел экологии, изучающий влияние факторов окружающей среды на отдельные организмы, популяции и виды (растений, животных, грибов, бактерий).

Понятие об экологическом факторе. Классификация экологических факторов

Экологический фактор – компонент окружающей среды, влияющий на состояние и свойства организма, популяции, природного сообщества и вызывающий приспособительные реакции (адаптации) к нему.

Различают три группы экологических факторов:

абиотические (факторы неорганической или неживой природы). В свою очередь они подразделяются на:

Ø климатические (свет, температура воды и почвы, влажность воздуха и почвы, ветер и т.п.);

Ø эдафические, или почвенно-грунтовые (механический и химический состав почв, их физические свойства и т.д.);

Ø орографические, или топографические (условия рельефа местности, экспозиция, крутизна склона и т.п.):

Ø геологические (землетрясения, смещение дна морей и океанов, извержение вулканов и т.п.) и другие.

Примерами реакций живых организмов на определенные абиотические факторы могут быть так называемые экологические правила:

Правило Бергмана: в пределах вида теплокровные животные с более крупными размерами встречаются в более холодных областях.

Частным случаем из этого правила является правило Аллена: выступающие части тела теплокровных животных (конечности, хвост, уши) тем короче, а тело тем массивнее, чем холоднее климат.

Правило Уоллеса: по мере продвижения с севера на юг наблюдается увеличение видового разнообразия сообществ организмов.

Правило Глогера: виды животных, обитающих в холодных и влажных зонах, имеют более интенсивную пигментацию тела (чаще черную или темно-коричневую), чем обитатели теплых и сухих областей, что позволяет им аккумулировать достаточное количество тепла.

Правило Шелфорда-Парка: на организмы, обитающие в умеренных областях, стимулирующее действие оказывают изменения температуры среды.

Биотические факторы – разнообразные формы влияния на организм со стороны окружающих их существ.

Биотические факторы делятся на:

· фитогенные (обусловленные растениями)

· зоогенные (обусловленные животными).

Классификация биотических взаимодействий:

Взаимополезные (+ +)

Симбиоз - сожительство двух организмов разных видов, при котором организмы приносят друг другу пользу. По степени партнерства симбиоз бывает:

Комменсализм - один организм питается за счет другого, не нанося ему вреда. Рак - актиния. Актиния прикрепляется к раковине, защищая его от врагов, и питается остатками пищи.

Рис. Рак-отшельник и актиния

Мутуализм - оба организма получают пользу, при этом они не могут существовать друг без друга. Лишайник - гриб + водоросль. Гриб защищает водоросль, а водоросль кормит его. В естественных условиях один вид не приведёт к уничтожению другого вида.

Рис. Кустистый лишайник, схема строения лишайника

Взаимовредные (- - )

Конкуренция - это использование ресурсов (пищи, воды, света, пространства) одним организмом, который тем самым уменьшает доступность этого ресурса для другого организма.

Если численность популяции невелика, то внутривидовая конкуренция выражена слабо и ресурсы имеются в изобилии. При высокой плотности популяции интенсивная внутривидовая конкуренция снижает наличие ресурсов до уровня, сдерживающего дальнейший рост, тем самым регулируется численность популяции.

Межвидовая конкуренция - взаимодействие между популяциями, которое неблагоприятно сказывается на их росте и выживаемости.

Конкуренция бывает:

■ прямая - это внутривидовая конкуренция, связанная с борьбой за место обитания, в частности защита индивидуальных участков у птиц или животных, выражающейся в прямых столкновениях. При недостатке ресурсов возможно поедание животных особей своего вида (волки, рыси, хищные клопы, пауки, крысы, щука, окунь и т.д.).

■ косвенная - между кустарниками и травянистыми растениями в Калифорнии. Тот вид, который обосновался первым, исключает другой тип. Быстро растущие травы с глубокими корнями снижали содержание влаги в почве до уровня непригодного для кустарников. А высокой кустарник затенял травы, не давая им произрастать из-за нехватки света.

ПОЛЕЗНОВРЕДНЫЕ (+ -)

Паразитизм - один организм (паразит) живёт за счёт питания тканями или соками другого организма (хозяина), тесно связан в своём жизненном цикле. Паразитов различают по месту обитания:

• находятся на поверхности хозяина (блохи, вши, клещи – животные; тля, мучнистая роса – растения). У паразита имеются специальные приспособления (крючки, присоски и т.п.)

• внутри хозяина (вирусы, бактерии, примитивные грибы – растения; глисты – животные). Высокая плодовитость. Не приводят к гибели хозяина, но угнетают процессы жизнедеятельности.

Хищничество - поедание одного организма (жертвы) другим организмом (хищником). Хищники могут поедать травоядных животных, и также слабых хищников. Хищники обладают широким спектром питания, легко переключаются с одной добычи на другую более доступную. Хищники часто нападают на слабые жертвы. Норка уничтожает больных и старых ондатр, а на взрослых особей не нападает. Поддерживается экологическое равновесие между популяциями жертва-хищник.

Выделяют следующую функциональную классификацию хищников:

– истинные хищники, убивающие свою жертву сразу после нападения на нее и в большинстве случаев поедающие жертву целиком. Это львы, орлы, божьи коровки, киты и многие другие;

Рис. Фото льва на охоте

– хищники с пастбищным типом питания. Это крупные травоядные млекопитающие – зебры, антилопы, козы, овцы, крупный рогатый скот;

Рис. Фото сайгака

– паразиты – хищники, также поедающие только часть жертвы, но нападающие в течение жизни только на одну особь или на очень малое их количество. Это различные ленточные черви, вирусы, ржавчинные грибы, тли;

Рис. Ленточные черви

– паразитоиды – насекомые, откладывающие яйца либо в тело других насекомых (на ранних стадиях развития последних), либо на его поверхность. Личинки паразитоидов, вылупившиеся из яиц, развиваются внутри или на теле хозяина, который обычно не достиг взрослого состояния. Паразитоид вызывает неизбежную гибель хозяина, так как по мере своего развития личинка паразитоида целиком съедает его.

Рис. Личинки наездника Cotesia congregata окуклились на выеденной ими изнутри гусенице бабочкиCeratomia catalpae. Фото с сайта www.marietta.edu

ПОЛЕЗНОНЕЙТРАЛЬНЫЕ (+ 0)

Комменсализм – взаимоотношения видов, при которых один из партнеров получает пользу, не нанося ущерб другому. При комменсализме выделяют нахлебничество, сотрапезничество, квартирантство.

Нахлебничество – потребление остатков пищи хозяина, например взаимоотношения акул с рыбами-прилипалами.

Рис. Рыбы - прилипалы на теле черепахи и акулы

Сотрапезничество – потребление разных веществ или частей их одного и того же ресурса. Например, взаимоотношения между различными видами почвенных бактерий-сапрофитов, перерабатывающих разные органические вещества из перегнивших растительных остатков, и высшими растениями, которые потребляют образовавшиеся при этом минеральные соли.

Квартирантство – использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища. Например, пресноводные рыбы горчаки откладывают икринки в мантийную полость двустворчатых моллюсков (перловиц или беззубок). Развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска, но они безразличны для хозяина и не питаются за его счет.

Рис. Горчак (нерест)

Примером синойкии (квартирантства) служат «сообитатели» нор грызунов, использующие благоприятный для них микроклимат и питающиеся остатками пищи хозяев, их экскрементами, шерстью и так далее. В норах большой песчанки зарегистрировано 212 видов «сожителей», среди них: млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии, моллюски, насекомые, клещи, черви и др.

Рис..Фото большой песчанки возле норы

Аменсализм (–, 0)

Тип межвидовых взаимоотношений, при котором в совместной среде один вид подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия. Пример: светолюбивые травы, растущие под елью, страдают от сильного затемнения, в то время как сами на дерево не влияют.

Рис. Фото «Лес осенью»

Нейтрализм (0, 0)

Оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния.

(сойка - рыжий муравей, заяц - дождевой червь)

Следует иметь ввиду, что биотические отношения являются одним из важнейших механизмов формирования видового состава сообществ, пространственного распределения видов, регуляции их численности, имеют значение для процесса эволюции.

3. Антропогенные факторы отражают интенсивное влияние человека (непосредственно) или человеческой деятельности (опосредованно) на окружающую среду и живые организмы. К таким факторам относятся все формы деятельности человека и человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе человека, и в свою очередь оказывает воздействие на каждую из этих составляющих.

Влияние антропогенных факторов в природе может быть как сознательным, так и случайным, или неосознанным. Человек, распахивая целинные и залежные земли, создает сельскохозяйственные угодья, выводит высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям формы, расселяет одни виды и уничтожает другие. Эти воздействия (сознательные) часто носят отрицательный характер, например необдуманное расселение многих животных, растений, микроорганизмов, хищническое уничтожение целого ряда видов, загрязнение среды и др.

К случайным относятся воздействия, которые происходят в природе под влиянием деятельности человека, но не были заранее предусмотрены и запланированы им: распространение вредителей, паразитов, случайный завоз различных организмов с грузом, непредвиденные последствия, вызванные сознательными действиями в природе, например осушением болот, постройкой плотин, распашкой целины и др.