Тема 2. Аутэкология – экология особи
2.1. Среда обитания организма.
2.2. Экологические факторы и их классификация.
2.3. Экологическая ниша.
2.1. Среда обитания организма.
Под средой обитания понимают совокупность внешних природных условий и явлений, в которые погружены живые организмы, и с которыми эти организмы находятся в постоянном взаимодействии.
На нашей планете организмы освоили четыре основные среды обитания: водную, наземную (воздушную), почвенную и тело другого организма, используемое паразитами.
Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов.
От понятия «среда обитания» следует отличать понятие «условия существования» - совокупность жизненно необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать (свет, тепло, влага, воздух, почва). В отличие от них другие факторы среды хотя и оказывают существенное влияние на организмы, но не являются для них жизненно необходимыми (например, ветер, естественное и искусственное ионизирующее излучение, и др.).
Среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Воздействия среды воспринимаются организмами через посредство факторов среды, называемыми экологическими.
2.2. Экологические факторы и их классификация.
Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы.
Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 3 категории:
1) Факторы неживой природы (абиотические – это совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений).
Они подразделяются на 4 подгруппы:
● климатические – это все факторы которые формируют климат и способны влиять на жизнь организмов (свет, влага, давление, температура, скорость ветра и тд.)
● эдафические или почвенные факторы – это свойства почвы которые оказывают влияние на жизнь организмов. Они в свою очередь разделяются на
а) физические (воздухо- и влагоемкость, плотность, воздухо- и влагопроницаемость, цвет);
б) химические (кислотность, минеральный состав, содержание гумуса).
● орографические или факторы рельефа – это влияние характера и специфики рельефа на жизнь организмов (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция местности – это положение местности по отношению к сторонам света, крутизна местности – это угол наклона местности к горизонту).
● гидрофизические факторы – это влияние воды во всех состояниях (жидкое, твердое, газообразное) и физических факторов среды (шум, вибрация, гравитация, магнитное, электромагнитное излучение) на жизнь организмов.
2) Факторы живой природы (биотические – это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую природу).
В зависимости от вида воздействующего организма их разделяют на две группы:
а) внутривидовые факторы – это влияние особей этого же вида на организм (заяц на зайца, сосна на сосну);
б) межвидовые факторы – это влияние особей других видов на организм (волк на зайца, сосны на березу).
В зависимости от принадлежности к определенному царству биотические факторы подразделяются на 4 основные группы:
● фитогенные факторы – это влияние растений на организм;
● зоогенные факторы – это влияние животных на организм;
● микробиогенные факторы – это влияние микроорганизмов (вирусы, бактерии) на организм;
● микогенные факторы – влияние грибов на организм.
3) Факторы, порожденные человеком и воздействующие на окружающую среду (антропогенные).
В зависимости от характера воздействия они делятся на 2 группы:
а) факторы прямого влияния – это непосредственное воздействие человека на организм (скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбы);
б) факторы косвенного влияния – это влияние человека фактом свого существования (сельское хозяйство, промышленность, транспорт, бытовая деятельность и др.).
В зависимости от последствий воздействия обе эти группы факторов в свою очередь еще подразделяются на положительные (посадка и подкормка растений, разведение и охрана животных, охрана окружающей среды), которые улучшают жизнь организмов или увеличивают их численности. И, отрицательные факторы (вырубка деревьев, загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, прокладка дорог и других коммуникаций), которые ухудшают жизнь организмов или снижают их численность.
Оригинальную классификацию экологических факторов по степени их постоянства, т.е. по их периодичности, предложил А.С. Мончадский. Согласно этой классификации различают следующие 3 группы факторов.
1. Первичные периодические факторы – это факторы, действие которых началось до появления жизни на Земле и живые организмы должны были сразу к ним адаптироваться (лунные ритмы, перемена времен года).
2. Вторичные периодические факторы – это факторы, являющиеся следствием первичных периодических факторов (влажность, температура, динамика пищи, содержание газов в воде).
3. Непериодические факторы – это факторы, не имеющие правильной периодичности или цикличности (эдафические факторы, антропогенные факторы).
По характеру ответной реакции организма на воздействие экологического фактора различают следующие группы экологических факторов:
1) Раздражители – это факторы, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций и биохимических реакций;
2) Модификаторы – это факторы, вызывающие приспособительные анатомические и морфологические изменения в организме;
3) Ограничители – это факторы, обуславливающие невозможность существования в данных условиях и ограничивающие среду распространения организма;
4) Сигнализаторы – это факторы, свидетельствующие об изменении других факторов и выступающие в роли предупредительного сигнала.
Помимо приведенных классификаций экологических факторов в экологии применяются и другие классификации, в основу которых берутся различные категории в зависимости от пути исследования.
Влияние факторов окружающей среды на биологическое разнообразие.
Лимитирующими экологическими факторами следует называть такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или избытка по сравнению с потребностью.
Температура – важнейший из лимитирующих (ограничивающих) факторов.
Свет – это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Он участвует в фотосинтезе и это его важнейшая энергетическая функция. Важное значение для организмов имеет интенсивность освещения. Растения по отношению к освещенности подразделяются на светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые.
Вода – лимитирующий фактор, как в наземных, так и в водных местообитаниях.
Влажность. В зависимости от способов адаптации растений к влажности выделяют несколько экологических групп: гигрофилы (влаголюбивые), ксерофилы (сухолюбивые) и промежуточные – мезофиллы.
Живые организмы не только испытывают влияние со стороны окружающей их среды, но сами активно влияют на среду своего обитания. В результате их жизнедеятельности на среду могут быть оказаны следующие воздействия: - физико-химическое: изменение свойств среды (газового состава воздуха и воды, структуры и свойств почвы, даже климата местности); - механическое: например, разрыхление грунта животными при прокладывании ходов, постройке нор; укрепление грунта корнями деревьев; очистка природных вод мелкими рачками, личинками и рыбами, которые имеют своеобразный тип питания, называемый фильтрацией.
2.3. Экологическая ниша.
Экологическая ниша - пространственно-временное положение организма в рамках экосистемы (где, когда и чем питается, где устраивает гнездо и т.п.).
Любой вид организмов приспособлен для определенных условий существования и не может произвольно менять среду обитания, пищевой рацион, время питания, место размножения, убежища и т.п. Весь комплекс отношений к подобным факторам определяет место, которое природа выделила данному организму, и роль, которую он должен сыграть во всеобщем жизненном процессе. Все это объединяется в понятии экологической ниши.
В разное время понятию экологической ниши приписывали разный смысл. Сначала словом “ниша” обозначалась основная единица распределения вида в пределах пространства экосистемы, диктуемого структурными и инстинктивными ограничениями данного вида. Например, белки живут на деревьях, лоси - на земле, одни виды птиц гнездятся на ветвях, другие в дуплах и т.д. Здесь понятие экологическая ниша трактуется в основном как местообитание, или пространственная ниша. Позднее термину “ниша” был придан смысл “функционального статуса организма в сообществе”. В основном это касалось места данного вида в трофической структуре экосистемы: вид пищи, время и место питания, кто является хищником для данного организма и т.д. Теперь это называют трофической нишей. Затем было показано, что нишу можно рассматривать как некий гиперобъем в многомерном пространстве, построенном на базе факторов среды обитания. Этот гиперобъем ограничивал диапазон факторов, в котором может существовать данный вид (гиперпространственная ниша).
То есть в современном понимании экологической ниши можно выделить, по крайней мере, три аспекта: физическое пространство, занимаемое организмом в природе (местообитание), его отношение к факторам среды и к соседствующим с ним живым организмам (связи), а также его функциональная роль в экосистеме. Все эти аспекты проявляются через строение организма, его адаптации, инстинкты, жизненные циклы, жизненные “интересы” и т.п. Право организма выбирать свою экологическую нишу ограничено довольно узкими рамками, закрепленными за ним от рождения. Однако его потомки могут претендовать на другие экологические ниши, если в них произошли соответствующие генетические изменения.