Среды жизни на Земле и экологические факторы воздействия на организмы

Ис­сле­до­ва­те­ли встре­ча­ют живых су­ществ в самых экс­тре­маль­ных ме­стах. Так, в Са­ха­ре живет пу­стын­ная ли­сич­ка – фенек. С по­мо­щью своих огром­ных ушей она пре­крас­но слы­шит дви­же­ние мел­ких яще­риц и из­бав­ля­ет­ся от из­лиш­ков тепла. Со­всем близ­ко к по­верх­но­сти кожи ее уши про­ни­за­ны гу­стой сетью мель­чай­ших кро­ве­нос­ных со­су­дов, и ветер охла­жда­ет омы­ва­ю­щую их кровь. Дру­гие виды – рыбы, ам­фи­бии, реп­ти­лии – устой­чи­вы к за­мо­ра­жи­ва­нию. Тре­тьи, в част­но­сти, неко­то­рые виды рыб и кре­ве­ток, вы­дер­жи­ва­ют дав­ле­ние в во­семь тонн на ки­ло­мет­ро­вых глу­би­нах Ма­ри­ан­ской впа­ди­ны. И это еще да­ле­ко не всё, что мы можем узнать об экс­тре­маль­ных сре­дах жизни ор­га­низ­мов, – к на­сто­я­ще­му вре­ме­ни изу­че­но менее 5% би­о­раз­но­об­ра­зия пла­не­ты. Может быть, имен­но вам пред­сто­ит от­крыть новые виды.

 

Био­сфе­ра – это про­стран­ство нашей пла­не­ты, ко­то­рое за­се­ле­но жи­вы­ми ор­га­низ­ма­ми (су­ще­ства­ми).

Про­стран­ство это неод­но­род­но, и живые су­ще­ства встре­ча­ют­ся в воде, вы­со­ко в воз­ду­хе, в толще почвы и т.д.

Для каж­до­го ор­га­низ­ма ха­рак­тер­на своя среда оби­та­ния – всех их объ­еди­ня­ет по­ня­тие эко­ло­гии. В быту это слово упо­треб­ля­ют, когда речь идет о небла­го­при­ят­ных усло­ви­ях среды (в таких слу­ча­ях го­во­рят: «здесь пло­хая эко­ло­гия»). Но на самом деле эко­ло­гия не может быть ни пло­хой, ни хо­ро­шей, по­то­му что это наука. Она изу­ча­ет то, что окру­жа­ет живой ор­га­низм. В пе­ре­во­де с гре­че­ско­го слово «эко­ло­гия» озна­ча­ет бук­валь­но: «наука о доме».

Со­от­вет­ствен­но, для каж­до­го жи­во­го ор­га­низ­ма дом – это при­выч­ная при­род­ная среда. Таких сред всего че­ты­ре: вод­ная, на­зем­но-воз­душ­ная, поч­вен­ная и ор­га­низ­мен­ная. То есть живые су­ще­ства также могут яв­лять­ся сре­дой оби­та­ния для мно­же­ства ор­га­низ­мов.

Каж­дое су­ще­ство тесно свя­за­но со своей сре­дой оби­та­ния, оно воз­дей­ству­ет на эту среду, и, со­от­вет­ствен­но, среда воз­дей­ству­ет на ор­га­низм. Все дей­ствия среды, вли­я­нию ко­то­рых под­вер­га­ют­ся ор­га­низ­мы, на­зы­ва­ют­ся эко­ло­ги­че­ски­ми фак­то­ра­ми. Их можно оце­нить и из­ме­рить. 

Эко­ло­ги­че­ские фак­то­ры под­раз­де­ля­ют на 3 груп­пы:

 

1.      Абио­ти­че­ские фак­то­ры

Абио­ти­че­ские фак­то­ры не свя­за­ны с воз­дей­стви­ем дру­гих живых су­ществ, что сле­ду­ет из на­зва­ния: «а» – «от­ри­ца­ние», «биос» – «живой»; то есть вли­я­ние нежи­вой при­ро­ды:

 

  

 

 

2.      Био­ти­че­ские фак­то­ры

 Это все воз­дей­ствия ор­га­низ­мов друг на друга и на среду оби­та­ния. Ор­га­низ­мы живут в окру­же­нии дру­гих видов. Их по­еда­ют хищ­ни­ки, му­ча­ют па­ра­зи­ты, у них от­ни­ма­ют до­бы­чу кон­ку­рен­ты. Они кон­так­ти­ру­ют с осо­бя­ми сво­е­го вида, при­чем ре­зуль­та­ты этих кон­так­тов также могут быть раз­лич­ны­ми.

   

 3. Ан­тро­по­ген­ные фак­то­ры

 Это воз­дей­ствие че­ло­ве­ка на все воз­мож­ные среды оби­та­ния. В со­вре­мен­ном мире прак­ти­че­ски вся живая при­ро­да ис­пы­ты­ва­ет силь­ней­шее вли­я­ние че­ло­ве­че­ской де­я­тель­но­сти.

 При этом силы че­ло­ве­че­ско­го воз­дей­ствия за­ча­стую пре­вос­хо­дят воз­дей­ствия при­род­ные.

Среду жизни кон­крет­но­го ор­га­низ­ма фор­ми­ру­ет со­во­куп­ность эко­ло­ги­че­ских фак­то­ров.

 

 

 Вод­ная среда

 

 

Усло­вия жизни в раз­ных водах раз­лич­ны, что на­кла­ды­ва­ет свой от­пе­ча­ток на вод­ных оби­та­те­лей, то есть гид­ро­бион­тов.

Усло­вия жизни в этой среде опре­де­ля­ют­ся фи­зи­че­ски­ми и хи­ми­че­ски­ми свой­ства­ми воды:

 

Тем­пе­ра­тур­ные ко­ле­ба­ния в вод­ной среде неве­ли­ки, что, в неко­то­ром роде, об­лег­ча­ет жизнь ее оби­та­те­лей.

 

 

 

 Самая слож­ная для жизни: это среда кон­тра­стов, рез­ких пе­ре­па­дов тем­пе­ра­тур из­ме­не­ния по­год­ных усло­вий, нерав­но­мер­но­го рас­пре­де­ле­ния влаги и света. От­ли­ча­ет­ся оби­ли­ем воз­ду­ха. По­это­му су­ще­ства, ко­то­рые на­се­ля­ют на­зем­но-воз­душ­ную среду,  на­зы­ва­ют­ся аэро­бион­та­ми.

На­зем­но-воз­душ­ная среда по своим фи­зи­ко-хи­ми­че­ским усло­ви­ям счи­та­ет­ся наи­бо­лее су­ро­вой по от­но­ше­нию к на­се­ля­ю­щим ее ор­га­низ­мам. Несмот­ря на это, жизнь на суше до­стиг­ла очень вы­со­ко­го уров­ня – как по общей массе ор­га­низ­мов, так и по их раз­но­об­ра­зию.

 

Почвенная среда

 

 

 

Поч­вен­ная среда – рых­лый по­верх­ност­ный слой ли­то­сфе­ры, пе­ре­ра­бо­тан­ный де­я­тель­но­стью живых су­ществ и кли­ма­ти­че­ских фак­то­ров.

 

Это осо­бая среда оби­та­ния, про­ни­зан­ная по­ра­ми, ко­то­рые со­дер­жат влагу и воз­дух. В нее по­сто­ян­но по­сту­па­ют от­мер­шие рас­ти­тель­ные массы и трупы мел­ких и круп­ных жи­вот­ных, а также все­воз­мож­ные вы­де­ле­ния живых ор­га­низ­мов. Всё это яв­ля­ет­ся бо­га­тым ис­точ­ни­ком для поч­вен­ных ор­га­низ­мов. По­это­му  поч­вен­ная среда на­се­ле­на мно­же­ством видов бак­те­рий, гри­бов, во­до­рос­лей и жи­вот­ных. Она про­ни­за­на кор­ня­ми рас­те­ний. Поч­вен­ный воз­дух все­гда на­сы­щен во­дя­ны­ми па­ра­ми, так что оби­та­те­лям почвы не гро­зит  вы­сы­ха­ние. С глу­би­ной умень­ша­ет­ся раз­мах ко­ле­ба­ний тем­пе­ра­ту­ры: летом в почве про­хлад­нее, а зимой – теп­лее, чем на по­верх­но­сти. Оби­та­те­лей почвы еще на­зы­ва­ют эда­фо­бион­та­ми, или гео­бион­та­ми (от греч. «эда­фос» – «почва» либо «гео» – земля).

Ор­га­низ­мен­ная среда

Ор­га­низ­мен­ная среда – это сами живые ор­га­низ­мы. Они ис­поль­зу­ют­ся дру­ги­ми ви­да­ми, как место жи­тель­ства и как ис­точ­ник пи­ще­вых ре­сур­сов. Ор­га­низ­мы, ко­то­рые на­се­ля­ют дру­гие живые су­ще­ства, на­зы­ва­ют­ся эн­до­бион­та­ми (с греч.–«жи­ву­щие внут­ри»).  Па­ра­зи­ты, осва­и­ва­ю­щие тело хо­зя­и­на, живут в усло­ви­ях неогра­ни­чен­но­го за­па­са пищи и  за­щи­ще­ны от небла­го­при­ят­ных внеш­них усло­вий.

Од­на­ко они долж­ны пре­одо­ле­вать за­щит­ные ре­ак­ции хо­зя­и­на. Кроме того, они ис­пы­ты­ва­ют опре­де­лен­ные труд­но­сти, когда необ­хо­ди­мо осу­ще­ствить пе­ре­ход па­ра­зи­та от од­но­го хо­зя­и­на к дру­го­му через внеш­нюю среду или про­ме­жу­точ­ных хо­зя­ев. От­ме­тим, од­на­ко, что этой про­бле­мы со­вер­шен­но ли­ше­ны так на­зы­ва­е­мые эк­то­па­ра­зи­ты (клещи, блохи и т.д.).

 

 

 

 

Мно­гие виды живут в дру­гих ор­га­низ­мах не как па­ра­зи­ты, а как по­лез­ные со­жи­те­ли – сим­бион­ты. Неко­то­рые виды (бак­те­рии и од­но­кле­точ­ные про­стей­шие) се­лят­ся в же­лу­доч­но-ки­шеч­ном трак­те тра­во­яд­ных жи­вот­ных, по­мо­гая им пе­ре­ва­ри­вать жест­кую клет­чат­ку. В свою оче­редь, на­хо­дясь в ор­га­низ­ме хо­зя­и­на, сим­бион­ты по­лу­ча­ют ис­точ­ник пищи и за­щи­ту.

Со­дер­жа­ние кис­ло­ро­да в воде

Один из глав­ных фак­то­ров жизни у во­до­е­мов – это низ­кое со­дер­жа­ние кис­ло­ро­да. В 1 л воды его со­дер­жит­ся не более 10 мл, почти в 21 раз мень­ше, чем в воз­ду­хе.

в 1 л воды рас­тво­ря­ет­ся не более 10 мл кис­ло­ро­да

С по­вы­ше­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры воды уро­вень кис­ло­ро­да па­да­ет, по­это­му в во­до­е­мах воз­ни­ка­ют так на­зы­ва­е­мые за­мо­ры – мас­со­вое вы­ми­ра­ние рыб или по­зво­ноч­ных от уду­шья. Из-за силь­но­го по­гло­ще­ния водой сол­неч­ных лучей фо­то­син­тез у рас­те­ний может про­ис­хо­дить толь­ко в верх­них слоях. Даже в самых чи­стых водах во­до­рос­ли обыч­но не живут глуб­же 150-200 м, тогда как жи­вот­ные оби­та­ют на самых боль­ших глу­би­нах.

Пре­иму­ще­ства на­зем­но-воз­душ­ной среды

Воз­дух имеет низ­кую плот­ность и плохо под­дер­жи­ва­ет тело.

 

По­это­му  на­зем­но-воз­душ­ную среду осво­и­ли толь­ко те груп­пы ор­га­низ­мов, ко­то­рые вы­ра­бо­та­ли хо­ро­шую ске­лет­ную опору, то есть выс­шие рас­те­ния, по­зво­ноч­ные, на­се­ко­мые. Зато эта среда от­ли­ча­ет­ся вы­со­ким со­дер­жа­ни­ем кис­ло­ро­да и сол­неч­но­го света, что дает все воз­мож­но­сти для ин­тен­сив­но­го об­ме­на ве­ществ.

 

 

 Виды сим­бион­тов

Сим­би­оз – до­воль­но ши­ро­кое по­ня­тие, ко­то­рое обо­зна­ча­ет со­жи­тель­ство раз­ных видов. Оно может быть как вза­и­мо­вы­год­ным, так и вы­год­ным толь­ко для од­но­го из участ­ни­ков вза­и­мо­дей­ствия.

 

Му­ту­а­лизм – это вза­и­мо­вы­год­ное су­ще­ство­ва­ние ор­га­низ­мов раз­ных видов. Ти­пич­ный при­мер: вза­и­мо­дей­ствие гриб­ни­цы и кор­не­вой си­сте­мы сос­но­вых де­ре­вьев. Гриб по­лу­ча­ет ор­га­ни­че­ские про­дук­ты от де­ре­ва, а вза­мен по­мо­га­ет де­ре­ву усва­и­вать  эле­мен­ты из почвы, ко­то­рые без по­мо­щи гриба рас­те­ние усво­ить не в со­сто­я­нии.

                                   

 

 

 

 

Дру­гой при­мер: ки­шеч­ные бак­те­рии, ко­то­рые ис­поль­зу­ют пи­та­тель­ные ве­ще­ства ки­шеч­ни­ка, вза­мен зна­чи­тель­но об­лег­чая про­цесс пи­ще­ва­ре­ния.

 

 

Ком­мен­са­лизм – со­жи­тель­ство ор­га­низ­мов раз­ных видов, при ко­то­ром один ор­га­низм по­лу­ча­ет поль­зу, ни­че­го не при­но­ся вза­мен дру­го­му. На­при­мер, неко­то­рые виды рыб пря­чут­ся от хищ­ни­ков между щу­па­лец ядо­ви­тых медуз. У рас­те­ний – мо­ло­дые рас­те­ния од­но­го вида, на­при­мер, сосна ис­поль­зу­ет тень от взрос­ло­го рас­те­ния дру­го­го вида для раз­ви­тия, так как мо­ло­дые сосны почти не могут расти без за­те­не­ния.