EingangBiotische Umweltfaktoren. Anthropogene, biotische und abiotische Umweltfaktoren
Phytogene Faktoren
Dazu gehören die Auswirkungen von Pflanzen aufeinander und auf die Umwelt. Die Beziehungsformen zwischen Pflanzen sind vielfältig.
Die Beziehungen zwischen Pflanzen tragen oft zu ihrer Veränderung bei Umfeld, zum Beispiel Mikroklima (Abschwächung der Sonneneinstrahlung durch Beschattung des Bodens, Abfangen von Niederschlägen durch Baumkronen etc.). So verdrängt die Fichte, die den Boden beschattet, lichtliebende Arten unter ihrem Blätterdach und schafft so eine Umgebung für die Ansiedlung schattiger und schattentoleranter Arten.
Pflanzen interagieren oft durch verschiedene chemische Sekrete miteinander. Solche chemischen Wechselwirkungen nennt man Allelopathie(aus dem Griechischen Allelon – gegenseitig und Pathos – Leiden). Ein Beispiel für Allelopathie ist die Wirkung einiger eingeführter (aus anderen Gebieten mitgebrachter) Pflanzen auf lokale Pflanzen. Dadurch setzt der Adlerfarn Giftstoffe frei, die sich schädlich auf andere Pflanzen auswirken. Diese Fähigkeit hat wahrscheinlich dazu beigetragen, dass sich der Adlerfarn in vielen Ländern ausbreitete, in denen er zu einem echten Unkraut geworden ist, zum Beispiel in Großbritannien, Teilen der USA und Kanada, Neuseeland, Costa Rica, Afrikanische Länder. Ein weiteres Beispiel ist das Haarige Habichtskraut (Familie Asteraceae), das hier eingeführt wurde Neuseeland. Mittlerweile ist diese Art weit verbreitet und unterdrückend auf Weiden verbreitet heimische Arten. Es wurde festgestellt, dass seine Blätter Substanzen enthalten, die die Keimung von Weißklee- und Obstgartensamen hemmen können.
Zoogene Faktoren
Dies ist der Einfluss der Tiere aufeinander und auf die Umwelt. Dazu gehört auch der Verzehr pflanzlicher Lebensmittel durch Tiere. Solche Tiere werden genannt Phytophagen(aus dem Griechischen phyton – Pflanze und phagos – fressend). Zu den Phytophagen zählen große (Elche, Hirsche, Rehe, Wildschweine) und kleine (Hase, Eichhörnchen, mausartige Nagetiere) Säugetiere, Vögel (Haselhuhn, Birkhuhn, Waldhuhn), Insektenschädlinge usw.
Durch den Kontakt mit Pflanzen oder deren Verzehr tragen Tiere zur Verbreitung ihrer Samen bei. In einigen Fällen verbreiten sich Samen und Früchte durch zufällige Anhaftung an Tiere (Fell, Federn, Pfoten, Schnäbel usw.), in anderen Fällen ist dies darauf zurückzuführen, dass Tiere Früchte fressen. Tiere schädigen Pflanzen erheblich. Elche und Hirsche entrinden Bäume, zerstören junge Baumtriebe und fressen die Wipfel von Büschen und Baumunterholz. Biber, die sich von Espenholz ernähren, lichten ihre Bestände schnell ab. Auerhühner pflücken die Nadeln und Knospen von Kiefern und Fichten und verlangsamen dadurch deren Wachstum.
Zu den zoogenen Faktoren zählt der Einfluss von Insekten auf die Blattoberfläche von Baumarten und krautigen Pflanzen. Insekten (Blattläuse, Käfer) saugen nicht nur an Pflanzen Nährstoffe, sondern übertragen auch Krankheitserreger.
Spitzmäuse (Maulwürfe, Erdhörnchen) richten großen Schaden an Pflanzen an. Sie fressen nicht nur die oberirdischen Pflanzenteile, sondern auch Knollen, Zwiebeln und Rhizome.
Der Einfluss von Tieren auf Pflanzen ist sehr vielfältig und beeinflusst die Regulierung der Artenzahl in natürlichen Lebensgemeinschaften.
Bundesamt für Bildung
Russische Staatliche Universität
Innovative Technologien und Unternehmertum
Penza-Filiale
Abstract zur Disziplin „Ökologie“
Zum Thema: „Biotische Umweltfaktoren“
Abgeschlossen von: Student Gr. 05U2
Morozov A.V.
Geprüft von: Kondrev S.V.
Pensa 2008
Einführung
1. Allgemeines Handlungsmuster biotische Faktoren
2. Biotische Faktoren der Umwelt und des Ökosystems
Abschluss
Liste der verwendeten Literatur
Anwendung
Einführung
Zu den wichtigsten biotischen Faktoren gehören Nahrungsverfügbarkeit, Nahrungskonkurrenten und Raubtiere.
1. Allgemeines Wirkungsmuster biotischer Faktoren
Die Umweltbedingungen von Organismen spielen eine wichtige Rolle im Leben jeder Gemeinschaft. Jedes Element der Umwelt, das einen direkten Einfluss auf einen lebenden Organismus hat, wird als Umweltfaktor bezeichnet (z. B. Klimafaktoren).
Es gibt abiotische und biotische Umweltfaktoren. Zu den abiotischen Faktoren zählen Sonneneinstrahlung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht, Bodeneigenschaften und Wasserzusammensetzung.
Nahrung gilt als wichtiger Umweltfaktor für Tierpopulationen. Die Menge und Qualität der Nahrung beeinflusst die Fruchtbarkeit von Organismen (ihr Wachstum und ihre Entwicklung) und die Lebenserwartung. Es wurde festgestellt, dass kleine Organismen mehr Nahrung pro Masseneinheit benötigen als große; Warmblüter - mehr als Organismen mit instabiler Körpertemperatur. Beispielsweise muss eine Blaumeise mit einem Körpergewicht von 11 g jährlich Nahrung in Höhe von 30 % ihres Gewichts zu sich nehmen, eine Singdrossel mit einem Körpergewicht von 90 g - 10 % und ein Bussard mit einem Körpergewicht von 900 g – nur 4,5 %.
Zu den biotischen Faktoren zählen verschiedene Beziehungen zwischen Organismen natürliche Gemeinschaft. Unterscheiden Sie zwischen den Beziehungen zwischen Individuen derselben Art und Individuen verschiedene Typen. Die Beziehungen zwischen Individuen derselben Art haben sehr wichtig für sein Überleben. Viele Arten können sich nur dann normal vermehren, wenn sie in einer größeren Gruppe leben. Somit lebt und vermehrt sich ein Kormoran normal, wenn sich in seiner Kolonie mindestens 10.000 Individuen befinden. Das Prinzip der Mindestpopulationsgröße erklärt, warum seltene Spezies schwer vor dem Aussterben zu retten. Fürs Überleben Afrikanische Elefanten die Herde muss mindestens 25 Individuen umfassen und Rentier- 300-400 Köpfe. Zusammen leben erleichtert die Nahrungssuche und den Kampf gegen Feinde. Daher kann nur ein Rudel Wölfe Beute fangen große Größen, und eine Herde Pferde und Bisons kann sich erfolgreich gegen Raubtiere verteidigen.
Gleichzeitig führt eine übermäßige Zunahme der Individuenzahl einer Art zu einer Überbevölkerung der Gemeinschaft, einem verstärkten Wettbewerb um Territorium, Nahrung und Führung in der Gruppe.
Die Populationsökologie untersucht die Beziehungen zwischen Individuen derselben Art in einer Gemeinschaft. Die Hauptaufgabe Populationsökologie – die Untersuchung der Populationsgröße, ihrer Dynamik, Ursachen und Folgen von Populationsveränderungen.
Populationen verschiedener Arten lange Zeit Zusammenleben in einem bestimmten Gebiet bilden Gemeinschaften oder Biozönosen. Eine Gemeinschaft verschiedener Populationen interagiert mit Umweltfaktoren und bildet zusammen mit ihnen eine Biogeozänose.
Die Existenz von Individuen derselben und unterschiedlicher Art in einer Biogeozänose wird stark durch den limitierenden bzw. limitierenden Umweltfaktor, also das Fehlen einer bestimmten Ressource, beeinflusst. Für Individuen aller Arten kann der limitierende Faktor eine niedrige oder hohe Temperatur sein, für Bewohner aquatischer Biogeozänosen der Salzgehalt und der Sauerstoffgehalt des Wassers. Beispielsweise wird die Verbreitung von Organismen in der Wüste durch hohe Lufttemperaturen eingeschränkt. Angewandte Ökologie untersucht limitierende Faktoren.
Für Wirtschaftstätigkeit Für die Menschen ist es wichtig, die limitierenden Faktoren zu kennen, die zu einem Rückgang der Produktivität landwirtschaftlicher Pflanzen und Tiere und zur Zerstörung von Insektenschädlingen führen. So haben Wissenschaftler herausgefunden, dass der limitierende Faktor für Schnellkäferlarven eine sehr niedrige oder sehr hohe Bodenfeuchtigkeit ist. Um diesen Schädling landwirtschaftlicher Pflanzen zu bekämpfen, wird daher der Boden entwässert oder stark angefeuchtet, was zum Absterben der Larven führt.
Die Ökologie untersucht die Interaktion von Organismen, Populationen und Gemeinschaften untereinander und den Einfluss von Umweltfaktoren auf sie. Die Autökologie untersucht die Verbindungen von Individuen mit der Umwelt und die Synökologie untersucht die Beziehungen zwischen Populationen, Gemeinschaften und Lebensräumen. Es gibt abiotische und biotische Umweltfaktoren. Für die Existenz von Individuen, Populationen wichtig limitierende Faktoren haben. Population und angewandte Ökologie haben eine große Entwicklung erfahren. Ökologische Errungenschaften werden genutzt, um Maßnahmen zum Schutz von Arten und Gemeinschaften in der landwirtschaftlichen Praxis zu entwickeln.
Biotische Faktoren sind eine Reihe von Einflüssen der Lebensaktivität einiger Organismen auf die Lebensaktivität anderer sowie auf unbelebte Natur. Klassifizierung biotischer Interaktionen:
1. Neutralität – keine Bevölkerung beeinflusst die andere.
2. Konkurrenz ist die Nutzung von Ressourcen (Nahrung, Wasser, Licht, Raum) durch einen Organismus, wodurch die Verfügbarkeit dieser Ressource für einen anderen Organismus verringert wird.
Der Wettbewerb kann intraspezifisch und interspezifisch sein. Wenn die Populationsgröße klein ist, ist die intraspezifische Konkurrenz schwach und Ressourcen sind im Überfluss vorhanden.
Bei hohen Populationsdichten reduziert der intensive intraspezifische Wettbewerb die Ressourcenverfügbarkeit auf ein Niveau, das ein weiteres Wachstum verhindert und so die Populationsgröße reguliert. Interspezifische Konkurrenz ist eine Interaktion zwischen Populationen, die sich negativ auf deren Wachstum und Überleben auswirkt. Beim Import nach Großbritannien aus Nordamerika Die Zahl der Carolina-Eichhörnchen ist zurückgegangen Gemeines Eichhörnchen, Weil Das Carolina-Eichhörnchen erwies sich als konkurrenzfähiger. Der Wettbewerb kann direkt und indirekt sein. Direkt ist intraspezifischer Wettbewerb, der mit dem Kampf um Lebensraum, insbesondere dem Schutz einzelner Gebiete für Vögel oder Tiere, verbunden ist und sich in direkten Kollisionen äußert.
Mangels Ressourcen ist es möglich, Tiere ihrer eigenen Art (Wölfe, Luchse, Raubwanzen, Spinnen, Ratten, Hechte, Barsche usw.) zu fressen. Indirekt – zwischen Sträuchern und krautigen Pflanzen in Kalifornien. Der Typ, der sich zuerst niederlässt, schließt den anderen Typ aus. Schnell wachsende, tiefwurzelnde Gräser reduzierten den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens auf ein für Sträucher ungeeignetes Niveau.
Und die hohen Büsche beschatteten die Gräser und verhinderten, dass sie aufgrund des Lichtmangels wachsen konnten.
Blattläuse, Echter Mehltau - Pflanzen.
Hohe Fruchtbarkeit.
Sie führen nicht zum Tod des Wirts, sondern hemmen lebenswichtige Prozesse. Prädation ist das Fressen eines Organismus (Beutetier) durch einen anderen Organismus (Raubtier). Raubtiere können Pflanzenfresser und auch schwache Raubtiere fressen. Raubtiere verfügen über ein breites Nahrungsangebot und wechseln leicht von einer Beute zu einer anderen, leichter zugänglichen. Raubtiere greifen oft schwache Beute an.
Der Nerz vernichtet kranke und alte Bisamratten, greift jedoch keine erwachsenen Individuen an. Das ökologische Gleichgewicht zwischen den Beute-Raubtier-Populationen bleibt erhalten.
Unter Symbiose versteht man das Zusammenleben zweier Organismen unterschiedlicher Art, bei dem sich die Organismen gegenseitig begünstigen.
Je nach Grad der Partnerschaft entsteht eine Symbiose: Kommensalismus – ein Organismus ernährt sich auf Kosten des anderen, ohne ihm zu schaden.
Krebse - Seeanemone.
Die Seeanemone heftet sich an den Panzer, schützt ihn vor Feinden und ernährt sich von Essensresten. Gegenseitigkeit – beide Organismen profitieren, aber sie können nicht ohne einander existieren.
Flechte - Pilz + Algen.
Der Pilz schützt die Alge und die Alge ernährt sie. IN natürliche Bedingungen Eine Art wird nicht zur Zerstörung einer anderen Art führen. Ökosystem. Ein Ökosystem ist eine Ansammlung verschiedener zusammenlebender Organismenarten und deren Existenzbedingungen, die in einem natürlichen Verhältnis zueinander stehen. Der Begriff wurde 1935 vom englischen Ökologen Texley vorgeschlagen.
Das größte Ökosystem ist die Biosphäre der Erde, dann in absteigender Reihenfolge: Land, Ozean, Tundra, Taiga, Wald, See, Baumstumpf, Blumentopf. Ozean-Ökosystem. Eines der größten Ökosysteme (94 % der Hydrosphäre). Lebensumfeld Der Ozean ist kontinuierlich, es gibt keine Grenzen darin, die die Ansiedlung lebender Organismen verhindern (an Land ist die Grenze der Ozean zwischen Kontinenten, auf dem Kontinent gibt es Flüsse, Berge usw.).
Das Wort „biotisch“ (aus dem Griechischen – biotikos) wird mit Leben übersetzt. Genau das bedeutet der Begriff „biotischer Faktor“. In ihrer allgemeinsten Form bezeichnet diese wissenschaftliche Kategorie eine Reihe von Bedingungen und Parametern der Lebensumgebung, die sich direkt auf das Leben von Organismen auswirken. Der berühmte sowjetische Zoologe V. N. Beklemishev klassifizierte alle biotischen Umweltfaktoren in vier Hauptgruppen:
Aktuelle Faktoren sind solche, die mit Veränderungen in der Umwelt selbst verbunden sind;
Trophische Faktoren sind Faktoren, die den Ernährungszustand von Organismen charakterisieren;
Fabrik – Faktoren, die Fabrikverbindungen charakterisieren, in denen Organismen einer Art Organismen einer anderen Art (oder deren Teile oder Abfallprodukte) als nutzen Baumaterial;
Phorisch – verbunden mit der Bewegung von Organismen einer Art durch Organismen einer anderen Art.
Die Wirkung der betrachteten Faktoren äußert sich in der Regel in Wechselwirkungen zwischen in einer bestimmten Umgebung befindlichen Organismen und deren gegenseitiger Beeinflussung. Ein wichtiger Ausdruck der Wirkung biotischer Faktoren ist die Art und Weise, wie alle Organismen gemeinsam die Umwelt beeinflussen. Dieser Einfluss wird enger durch Biotik beschrieben
In all den Massen, die den Lebensraum bevölkern, entwickeln sich Beziehungen, die normalerweise in direkte und indirekte unterteilt werden. Darüber hinaus werden Beziehungen zwischen intraspezifischen und interspezifischen Beziehungen unterschieden. Im ersten Fall werden Interaktionen und deren Folgen zwischen Vertretern derselben biologischen Art betrachtet, die durch die Phänomene von Gruppen- und Masseneffekten gekennzeichnet sind. Beziehungen zwischen Arten sind in der Regel sehr vielfältig und äußerst widersprüchlich große Auswahl Interaktionen. Diese Beziehungen werden aufgrund ihrer Vielfalt in die folgenden Typen eingeteilt:
Neutralismus ist eine Art von Beziehung, bei der der biotische Faktor völlig neutrale (weder Nutzen noch Schaden bringende) Interaktionen zwischen Organismen bestimmt;
Synoikia ist eine Art Beziehung, bei der ein Vertreter einer Art den Körper einer anderen Art nutzt, um sein Zuhause einzurichten, ohne Schaden anzurichten. Diese Art wird auch Mietverhältnis oder Lebensgemeinschaft genannt;
Konkurrenz ist eine rein antagonistische Beziehung, die zwischen Organismen entsteht, die sich in einem bestimmten Lebensraum befinden und miteinander und mit dieser Umgebung interagieren. Hier gibt es einen direkten Kampf um einen „Platz an der Sonne“, um Nahrung, Wohnraum und andere Ressourcen;
Gegenseitigkeit ist eine Art interspezifischer Beziehung, bei der der biotische Faktor ausschließlich das „für beide Seiten vorteilhafte“ Zusammenleben von Organismen bestimmt;
Protokooperation ist eine Art von Beziehung, in der Organismen zumindest für einige Zeit ohne großen Schaden für ihre Existenz ohne einander auskommen können;
Im Kommensalismus sorgt der biotische Faktor für eine solche Interaktion zwischen Organismen, bei der einer von ihnen den anderen als Zuhause nutzt, ohne nennenswerten Schaden anzurichten. Ein Beispiel hierfür wären Bakterien, die im menschlichen Magen-Darm-Trakt in großer Zahl vorkommen;
Amensalismus ist eine Art interspezifischer Beziehungen, die durch eine solche Interaktion gekennzeichnet sind, bei der der Schaden, den ein Organismus einem anderen zufügt, diesem gleichgültig ist;
Raub.
In der Regel gewährleisten alle Arten antagonistischer Beziehungen den Erhalt von Artenpopulationen und die Aufrechterhaltung ihrer Anzahl.
Biotische Faktoren
Indirekte Wechselwirkungen bestehen darin, dass einige Organismen im Verhältnis zu anderen Umweltbildner sind, und die vorrangige Bedeutung kommt hier natürlich den photosynthetischen Pflanzen zu. Beispielsweise ist die lokale und globale umweltbildende Funktion von Wäldern, einschließlich ihrer boden- und feldschützenden sowie wasserschützenden Funktion, wohlbekannt. Direkt in den Waldbedingungen entsteht ein einzigartiges Mikroklima, das davon abhängt morphologische Merkmale Bäume und ermöglicht das Leben bestimmter Waldtiere, krautiger Pflanzen, Moose usw. Die Bedingungen der Federgrassteppen repräsentieren völlig unterschiedliche Regime abiotischer Faktoren. In Stauseen und Wasserläufen sind Pflanzen die Hauptquelle eines so wichtigen abiotischen Bestandteils der Umwelt wie Sauerstoff.
Gleichzeitig dienen Pflanzen als direkter Lebensraum für andere Organismen. Beispielsweise entwickeln sich viele Pilze im Gewebe eines Baumes (Holz, Bast, Rinde), deren Fruchtkörper (Zunderpilze) auf der Oberfläche des Stammes zu sehen sind; Viele Insekten und andere Wirbellose leben in den Blättern, Früchten, Stängeln krautiger und verholzender Pflanzen sowie in Baumhöhlen – üblicher Ort Lebensraum zahlreicher Säugetiere und Vögel. Für viele Arten geheimnisvoller Tiere ist ihr Futterplatz mit ihrem Lebensraum verbunden.
Wechselwirkungen zwischen lebenden Organismen in terrestrischen und aquatische Umgebung
Interaktionen zwischen lebenden Organismen (hauptsächlich Tieren) werden anhand ihrer gegenseitigen Reaktionen klassifiziert.
Es gibt homotypische (aus dem Griechischen. Homos- identische) Reaktionen, also Interaktionen zwischen Individuen und Gruppen von Individuen derselben Art, und heterotypisch (aus dem Griechischen. Heteros- anders, anders) - Interaktionen zwischen Vertretern verschiedener Arten. Unter den Tieren gibt es Arten, die in der Lage sind, sich nur von einer Nahrungsart (Monophagen), von einer mehr oder weniger begrenzten Auswahl an Nahrungsquellen (schmale oder breite Oligophagen) oder von vielen Arten zu ernähren, wobei sie nicht nur Pflanzen, sondern auch Tiere nutzen Gewebe als Nahrung (Polyphagen). Zu letzteren zählen beispielsweise viele Vögel, die sowohl Insekten als auch Pflanzensamen oder Ähnliches fressen können bekannte Arten, wie ein Bär, ist von Natur aus ein Raubtier, frisst aber gerne Beeren und Honig.
Die häufigste Art heterotypischer Interaktionen zwischen Tieren ist die Prädation, d. h. die direkte Verfolgung und der Verzehr einiger Arten durch andere, zum Beispiel Insekten – Vögel, pflanzenfressende Huftiere – fleischfressende Raubtiere, kleiner Fisch- größere Tiere usw. Raubtiere sind bei wirbellosen Tieren weit verbreitet – Insekten, Spinnentiere, Würmer usw.
Weitere Formen der Interaktion zwischen Organismen sind die bekannte Bestäubung von Pflanzen durch Tiere (Insekten); Phoresie, d.h. Übertragung von einer Art auf eine andere (z. B. Pflanzensamen durch Vögel und Säugetiere); Kommensalismus (gemeinsames Essen), wenn einige Organismen sich von den Essensresten oder Sekreten anderer ernähren; ein Beispiel hierfür sind Hyänen und Geier, die die Essensreste von Löwen verschlingen; Synoikia (Zusammenleben), zum Beispiel die Nutzung der Lebensräume (Höhlen, Nester) anderer Tiere durch einige Tiere; Neutralismus, d.h. gegenseitige Unabhängigkeit verschiedener Arten, die in einem gemeinsamen Territorium leben.
Eine der wichtigsten Arten der Interaktion zwischen Organismen ist der Wettbewerb, der als der Wunsch zweier Arten (oder Individuen derselben Art) definiert wird, dieselbe Ressource zu besitzen. Somit wird zwischen intraspezifischer und interspezifischer Konkurrenz unterschieden. Unter interspezifischer Konkurrenz versteht man auch den Wunsch einer Art, eine andere Art (Konkurrent) aus einem bestimmten Lebensraum zu verdrängen.
Es ist jedoch schwierig, echte Beweise für einen Wettbewerb unter natürlichen (und nicht unter experimentellen) Bedingungen zu finden. Natürlich können zwei verschiedene Individuen derselben Art versuchen, sich gegenseitig Fleischstücke oder andere Nahrungsmittel wegzunehmen, aber solche Phänomene werden durch die unterschiedliche Qualität der Individuen selbst und ihre unterschiedliche Anpassungsfähigkeit an dieselben Umweltfaktoren erklärt. Jede Art von Organismus ist nicht an einen bestimmten Faktor, sondern an deren Komplex angepasst, und die Anforderungen zweier verschiedener (sogar naher) Arten stimmen nicht überein. Daher wird einer der beiden zum Austritt gezwungen natürlichen Umgebung nicht wegen der Konkurrenzansprüche des anderen, sondern einfach weil es weniger an andere Faktoren angepasst ist. Ein typisches Beispiel ist der „Wettbewerb“ um Licht zwischen Nadel- und Laubbäumen Baumarten bei Jungtieren.
Laubbäume (Espe, Birke) übertreffen Kiefern oder Fichten im Wachstum, dies kann jedoch nicht als Konkurrenz zwischen ihnen angesehen werden: Erstere sind einfach besser an die Bedingungen von Lichtungen und Brandgebieten angepasst als letztere. Langjährige Arbeit zur Vernichtung von Laub-„Unkräutern“ mit Herbiziden und Arboriziden ( Chemikalien zur Zerstörung von krautigen und strauchartigen Pflanzen führte in der Regel nicht zum „Sieg“ der Nadelbäume, da nicht nur die Lichtversorgung, sondern auch viele andere Faktoren (sowohl biotische als auch abiotische) ihren Anforderungen nicht genügten.
All diese Umstände muss der Mensch beim Umgang mit Wildtieren, bei der Ausbeutung von Tieren und Pflanzen, also beim Fischfang oder bei der Ausübung wirtschaftlicher Tätigkeiten wie Pflanzenschutz in der Landwirtschaft, berücksichtigen.
Bodenbiotische Faktoren
Wie oben erwähnt, ist der Boden ein bioinerter Körper. In den Prozessen seiner Entstehung und Funktionsweise entscheidende Rolle lebende Organismen spielen. Dazu zählen vor allem Grünpflanzen, die dem Boden Nährstoffe entziehen. Chemikalien und sie zusammen mit sterbendem Gewebe zurückbringen.
Bei Bodenbildungsprozessen spielen jedoch die im Boden lebenden Organismen (Pedobionten) eine entscheidende Rolle: Mikroben, Wirbellose usw. Mikroorganismen spielen eine führende Rolle bei der Umwandlung chemischer Verbindungen und der Migration chemische Elemente, Pflanzenernährung.
Die primäre Zerstörung abgestorbener organischer Stoffe erfolgt durch wirbellose Tiere (Würmer, Weichtiere, Insekten usw.), die Verdauungsprodukte fressen und in den Boden ausscheiden. Die photosynthetische Kohlenstoffbindung im Boden wird in einigen Bodenarten durch mikroskopisch kleine Grün- und Blaualgen durchgeführt.
Bodenmikroorganismen führen die Hauptzerstörung von Mineralien durch und führen zur Bildung organischer und mineralischer Säuren, Laugen und setzen die von ihnen synthetisierten Enzyme, Polysaccharide und phenolischen Verbindungen frei.
Das wichtigste Glied im biogeochemischen Stickstoffkreislauf ist die Stickstofffixierung, die durch stickstofffixierende Bakterien erfolgt. Es ist bekannt, dass die Gesamtproduktion der Stickstofffixierung durch Mikroben 160–170 Millionen Tonnen/Jahr beträgt. Es muss auch erwähnt werden, dass die Stickstofffixierung in der Regel symbiotisch (gemeinsam mit Pflanzen) erfolgt und durch Knötchenbakterien erfolgt, die sich an den Wurzeln von Pflanzen befinden.
Biologisch aktive Substanzen lebender Organismen
Zur Nummer Umweltfaktoren biotische Natur umfassen Chemische Komponenten, Wirkstoff, der von lebenden Organismen produziert wird. Dabei handelt es sich insbesondere um Phytonzide – überwiegend flüchtige Stoffe, die von Organismen von Pflanzen produziert werden und Mikroorganismen abtöten oder deren Wachstum unterdrücken. Dazu gehören Glykoside, Terpenoide, Phenole, Tannine und viele andere Stoffe. Zum Beispiel 1 ha Laubwald gibt pro Tag etwa 2 kg flüchtige Stoffe ab, Nadelholz – bis zu 5 kg, Wacholder – etwa 30 kg. Daher ist die Luft in Waldökosystemen von größter gesundheitlicher und hygienischer Bedeutung und tötet die verursachenden Mikroorganismen ab gefährliche Krankheiten Person. Phytonzide dienen der Pflanze als Schutz vor Bakterien, Pilzinfektionen und Protozoen. Pflanzen sind in der Lage, als Reaktion auf eine Infektion durch pathogene Pilze Schutzstoffe zu produzieren.
Flüchtige Stoffe aus manchen Pflanzen können dazu dienen, andere Pflanzen zu verdrängen. Die gegenseitige Beeinflussung von Pflanzen durch die Abgabe physiologisch wirksamer Stoffe an die Umwelt nennt man Allelopathie (aus dem Griechischen). Allelon- gegenseitig, Pathos- leiden).
Organisches Material, die von Mikroorganismen gebildet werden und die Fähigkeit haben, Mikroben abzutöten (oder ihr Wachstum zu verhindern), werden als Antibiotika bezeichnet; Ein typisches Beispiel ist Penicillin. Zu den Antibiotika zählen auch antibakterielle Substanzen, die in pflanzlichen und tierischen Zellen enthalten sind.
In vielen Pilzen finden sich gefährliche Alkaloide mit toxischer und psychotroper Wirkung. große Pflanzen. Als Folge eines langen Aufenthalts in einem wilden Rosmarinsumpf kann es zu starken Kopfschmerzen, Übelkeit und sogar Bewusstlosigkeit kommen.
Wirbellose und wirbellose Tiere haben die Fähigkeit, abstoßende, anziehende, signalisierende und tötende Substanzen zu produzieren und abzusondern. Darunter sind viele Spinnentiere (Skorpion, Karakurt, Vogelspinne usw.) und Reptilien. Der Mensch verwendet in großem Umfang Gifte von Tieren und Pflanzen medizinische Zwecke.
Die gemeinsame Evolution von Tieren und Pflanzen hat in ihnen die komplexesten informationschemischen Beziehungen entwickelt. Um nur ein Beispiel zu nennen: Viele Insekten unterscheiden ihre Nahrungsart anhand des Geruchs; insbesondere Borkenkäfer fliegen nur einen sterbenden Baum an und erkennen ihn an der Zusammensetzung der flüchtigen Terpene des Harzes.
Anthropogene Umweltfaktoren
Die ganze Geschichte wissenschaftlicher und technischer Fortschritt ist eine Kombination aus der Umwandlung natürlicher Umweltfaktoren durch den Menschen für seine eigenen Zwecke und der Schaffung neuer Faktoren, die zuvor in der Natur nicht existierten.
Das Schmelzen von Metallen aus Erzen und die Herstellung von Geräten sind ohne die Schöpfung nicht möglich hohe Temperaturen, Druck, starke elektromagnetische Felder. Um hohe Erträge landwirtschaftlicher Nutzpflanzen zu erzielen und aufrechtzuerhalten, ist die Herstellung von Düngemitteln und chemischen Pflanzenschutzmitteln gegen Schädlinge und Krankheitserreger erforderlich. Eine moderne Gesundheitsversorgung ist ohne Chemotherapie und Physiotherapie undenkbar. Diese Beispiele lassen sich vervielfachen.
Errungenschaften des wissenschaftlichen und technischen Fortschritts wurden in politischer und politischer Hinsicht genutzt wirtschaftliche Zwecke, was sich äußerst in der Entstehung besonderer Umweltfaktoren manifestierte, die sich auf Menschen und ihr Eigentum auswirken: von Feuerarme zu Mitteln massiver physikalischer, chemischer und biologischer Einflussnahme. In diesem Fall können wir direkt von einer Reihe anthropotroper (d. h. gezielter) sprechen menschlicher Körper) und insbesondere anthropozid wirkende Umweltfaktoren, die zu Umweltverschmutzung führen.
Zum anderen zusätzlich zu solchen zielgerichteten Faktoren während des Betriebs und der Verarbeitung natürliche Ressourcen Als Nebenprodukt entstehen zwangsläufig chemische Verbindungen und Zonen hohe Levels physische Faktoren. In einigen Fällen können diese Prozesse abrupter Natur sein (bei Unfällen und Katastrophen) und schwerwiegende Folgen für die Umwelt und das Material haben. Daher war es notwendig, Mittel und Wege zum Schutz der Menschen vor gefährlichen und schädlichen Faktoren zu schaffen, was nun im oben genannten System der Lebenssicherheit umgesetzt wurde.
In vereinfachter Form ist in Abb. eine ungefähre Klassifizierung anthropogener Umweltfaktoren dargestellt. 1.
Reis. 1. Klassifizierung anthropogener Umweltfaktoren
Biotische Faktoren- Dies ist die Gesamtheit der Auswirkungen der Lebensaktivität einiger Organismen auf andere. Zu den biotischen Faktoren zählt die Gesamtheit der Einflüsse, die Lebewesen aufeinander ausüben – Bakterien, Pflanzen, Tiere.
Die gesamte Vielfalt der Beziehungen zwischen Organismen kann in zwei Haupttypen unterteilt werden: antagonistische (gr. Antagonismus - Kampf) und nicht antagonistisch.
Antagonistische Beziehungen sind in den Anfangsstadien der Gemeinschaftsentwicklung stärker ausgeprägt. In ausgereiften Ökosystemen besteht die Tendenz, negative Wechselwirkungen durch positive zu ersetzen, die das Überleben der Art verbessern.
Die Art der Interaktionen zwischen Arten kann je nach Bedingungen oder Lebenszyklusstadien variieren.
Nicht antagonistisch Die Beziehung kann theoretisch in vielen Kombinationen ausgedrückt werden: neutral, für beide Seiten vorteilhaft, einseitig usw.
Biotische Faktoren sind keine abiotischen Umweltbedingungen, die durch Organismen verändert werden (Feuchtigkeit, Temperatur usw.) und nicht die Organismen selbst, sondern die Beziehungen zwischen Organismen, die direkten Auswirkungen einiger von ihnen auf andere, d. h. die Natur biotischer Faktoren wird durch die bestimmt Form der Wechselbeziehungen und Beziehungen lebender Organismen.
Diese Beziehungen sind äußerst vielfältig. Sie können sich auf der Grundlage gemeinsamer Nahrungsaufnahme, Lebensraum und Fortpflanzung entwickeln und direkt oder indirekt erfolgen.
Indirekte Wechselwirkungen bestehen darin, dass einige Organismen im Verhältnis zu anderen Umweltbildner sind (Pflanzen dienen als direkter Lebensraum für andere Organismen). Bei vielen Arten, zumeist geheimnisvollen Tieren, ist ihr Futterplatz mit ihrem Lebensraum verbunden.
Bei der Klassifizierung biotischer Faktoren wird unterschieden:
- zoogen(Einwirkung von Tieren),
- phytogen(Einfluss von Pflanzen) und
- mikrogen(Exposition gegenüber Mikroorganismen).
Manchmal werden alle anthropogenen Faktoren (sowohl physikalische als auch chemische) als biotische Faktoren betrachtet. Zusätzlich zu all diesen Klassifizierungen werden Faktoren identifiziert, die von der Anzahl und Dichte der Organismen abhängen. Faktoren können auch unterteilt werden in:
- zur Regulierung (Verwaltung) und
- einstellbar (gesteuert).
Alle diese Klassifizierungen liegen zwar vor, allerdings muss bei der Bestimmung eines Umweltfaktors beachtet werden, ob es sich bei diesem Faktor um einen direkt wirkenden Faktor handelt oder nicht. Der direkte Faktor kann quantitativ ausgedrückt werden, während der indirekte Faktor normalerweise nur qualitativ ausgedrückt wird. Beispielsweise können Klima oder Relief hauptsächlich verbal bezeichnet werden, sie bestimmen jedoch die Regime direkter Einflussfaktoren – Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Tageslichtstunden usw.
Biotische Faktoren können in folgende Gruppen eingeteilt werden:
1. Aktuelle Zusammenhänge Organismen aufgrund ihres Zusammenlebens: Unterdrückung oder Unterdrückung der Entwicklung anderer Arten durch eine Art von Organismen; die Freisetzung flüchtiger Substanzen durch Pflanzen - Phytonzide, die antibakterielle Eigenschaften haben usw.
2. Trophische Absorption. Nach der Ernährungsweise werden alle Organismen auf dem Planeten in zwei Gruppen eingeteilt: autotrophe und heterotrophe. Autotroph (abgeleitet von den griechischen Wörtern Autos- er selbst und Trophäe- Nahrungsorganismen haben die Fähigkeit, aus anorganischen Substanzen organische Substanzen zu erzeugen, die dann von heterotrophen Organismen genutzt werden. Die Nutzung organischer Stoffe als Nahrung durch heterotrophe Organismen ist unterschiedlich: Einige nutzen lebende Pflanzen oder deren Früchte als Nahrung, andere nutzen tote Überreste von Tieren usw. Jeder Organismus in der Natur dient letztlich direkt oder indirekt als Nahrungsquelle.
Gleichzeitig existiert er selbst auf Kosten anderer oder der Produkte ihrer lebenswichtigen Tätigkeit.
3. Generative Beziehungen. Sie werden auf der Grundlage der Reproduktion gebildet. Bildung organischer Substanz in Biogeozänosen ( Ökosysteme) erfolgt über Nahrungsketten (trophische Ketten). Eine Nahrungskette ist eine Reihe lebender Organismen, von denen einige ihre Vorgänger entlang der Kette fressen und wiederum von denen gefressen werden, die ihnen folgen.
Nahrungsketten vom Typ 1 beginnen mit lebenden Pflanzen, die Pflanzenfresser fressen. Biotische Komponenten bestehen aus drei funktionellen Gruppen von Organismen:
Produzenten, Konsumenten, Zersetzer.
1. Produzenten (produziert- Erstellen, Produzieren) oder autotrophe Organismen (Trophäe- Essen) - Schöpfer des Primären biologische Produkte, Organismen, die organische Substanzen aus anorganischen Verbindungen (Kohlendioxid CO 2 und Wasser) synthetisieren. Hauptrolle bei der Synthese organischer Stoffe gehört zu grünen Pflanzenorganismen - Photoautotrophe, die Sonnenlicht als Energiequelle und anorganische Stoffe, hauptsächlich Kohlendioxid und Wasser, als Nährstoffe nutzen:
CO 2 + H 2 O = (CH 2 O) n + O 2.
Im Laufe des Lebens synthetisieren sie organische Substanzen im Licht – Kohlenhydrate oder Zucker (CH 2 O) n.
Unter Photosynthese versteht man die Umwandlung der Strahlungsenergie der Sonne in Energie durch grüne Pflanzen. chemische Bindungen und organische Substanz. Die vom grünen Pigment (Chlorophyll) der Pflanzen absorbierte Lichtenergie unterstützt den Prozess ihrer Kohlenstoffernährung. Reaktionen, bei denen Lichtenergie absorbiert wird, nennt man endothermisch(Endo - innen). Die Energie des Sonnenlichts wird in Form chemischer Bindungen gespeichert.
Produzenten sind überwiegend Chlorophyll-haltige Pflanzen. Beeinflusst Sonnenstrahlen Bei der Photosynthese bilden Pflanzen (Autotrophe) organisches Material, d.h. akkumulieren potentielle Energie, die in synthetisierten Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten von Pflanzen enthalten ist. In terrestrischen Ökosystemen sind die Hauptproduzenten grüne Blütenpflanzen, in der aquatischen Umwelt mikroskopisch kleine Planktonalgen.
2. Verbraucher (Verbrauchen- konsumieren), oder heterotrophe Organismen (Heteros- ein anderer, Trophäe- Lebensmittel), führen den Prozess der Zersetzung organischer Substanzen durch. Diese Organismen nutzen organisches Material als Nahrungsmaterial und Energiequelle. Heterotrophe Organismen werden unterteilt in Phagotrophen (Phagos- verschlingend) und Saprotrophe (sapros- verfault). Zu den Phagotrophen zählen Tiere; zu Saprotrophen - Bakterien.
Konsumenten sind heterotrophe Organismen, Konsumenten von organischem Material, das von Autotrophen erzeugt wird.
3. Bioreducer (Reduzierer oder Destruktoren)- Organismen, die organisches Material zersetzen, hauptsächlich Mikroorganismen (Bakterien, Hefen, saprophytische Pilze), die sich in Leichen, Exkrementen und absterbenden Pflanzen ansiedeln und diese zerstören. Mit anderen Worten handelt es sich dabei um Organismen, die organische Rückstände in anorganische Stoffe umwandeln.
Zersetzer: Bakterien, Pilze – sind an der letzten Stufe der Zersetzung beteiligt – der Mineralisierung organischer Stoffe zu anorganischen Verbindungen (CO 2, H 2 O, Methan usw.). Sie führen Stoffe in den Kreislauf zurück und wandeln sie in Formen um, die den Produzenten zur Verfügung stehen. Ohne Zersetzer würden sich in der Natur Berge organischer Reststoffe ansammeln und Mineralvorkommen würden versiegen.
Unter den Tieren gibt es Arten, die in der Lage sind, sich nur von einer Nahrungsart (Monophagen), von einer mehr oder weniger begrenzten Auswahl an Nahrungsquellen (schmale oder breite Oligophagen) oder von vielen Arten zu ernähren, wobei sie nicht nur Pflanzen, sondern auch Tiere nutzen Gewebe als Nahrung (Polyphagen). Ein markantes Beispiel Polyphagen – Vögel, die sowohl Insekten als auch Pflanzensamen fressen können, oder ein Bär – ein Raubtier, das gerne Beeren und Honig frisst.
Weitere Formen der Interaktion zwischen Organismen sind:
- Bestäubung von Pflanzen durch Tiere(Insekten);
- Phoresie, das heißt, die Übertragung einer Art auf eine andere (Pflanzensamen durch Vögel und Säugetiere);
- Kommensalismus(Kameradschaft), wenn einige Organismen sich von den Essensresten oder Sekreten anderer (Hyänen oder Geier) ernähren;
- Synoisie(Zusammenleben) – die Nutzung der Lebensräume anderer Tiere durch einige Tiere;
- Neutralismus, d.h. gegenseitige Unabhängigkeit verschiedener Arten, die in einem gemeinsamen Territorium leben.
Die häufigste Art heterotypischer Beziehungen zwischen Tieren ist Raub, das heißt, die direkte Verfolgung und der Verzehr einiger Arten durch andere.
Raub- eine Form der Beziehung zwischen Organismen unterschiedlicher trophischer Ebenen - ein Raubtier lebt auf Kosten der Beute und frisst sie. Dies ist die häufigste Form der Interaktion zwischen Organismen in Nahrungsketten. Raubtiere können sich auf eine Art spezialisieren (Luchs – Hase) oder polyphag sein (Wolf).
Opfer entwickeln eine Reihe von Abwehrmechanismen. Manche können schnell rennen oder fliegen. Andere haben eine Hülle. Wieder andere haben es getan Schutzanstrich Oder sie ändern es, indem sie es als die Farbe von Grün, Sand oder Erde ausgeben. Wieder andere setzen Chemikalien frei, die das Raubtier erschrecken oder vergiften usw.
Auch Raubtiere passen sich der Nahrungsbeschaffung an. Manche rennen sehr schnell, wie ein Gepard. Andere jagen in Rudeln: Hyänen, Löwen, Wölfe. Wieder andere fangen kranke, verwundete und andere defekte Personen.
In jeder Biozönose haben sich Mechanismen entwickelt, die die Anzahl von Raubtieren und Beutetieren regulieren. Die unangemessene Zerstörung von Raubtieren führt oft zu einer Verringerung der Lebensfähigkeit und der Zahl ihrer Opfer und verursacht Schäden an Natur und Mensch.
Zu den Umweltfaktoren biotischer Natur zählen chemische Verbindungen, die von lebenden Organismen produziert werden. Zum Beispiel, Phytonzide, -überwiegend flüchtige Stoffe, die von Pflanzen produziert werden, die Mikroorganismen abtöten oder deren Wachstum unterdrücken (1 Hektar Laubwald setzt etwa 2 kg flüchtige Stoffe frei, Nadelwald – bis zu 5 kg, Wacholderwald – etwa 30 kg). Aus diesem Grund ist die Luft in Waldökosystemen übrigens von entscheidender gesundheitlicher und hygienischer Bedeutung, da sie Mikroorganismen abtötet, die gefährliche Krankheiten beim Menschen verursachen. Phytonzide dienen der Pflanze als Schutz vor Bakterien, Pilzinfektionen und Protozoen. Flüchtige Stoffe aus manchen Pflanzen können wiederum dazu dienen, andere Pflanzen zu verdrängen. Als gegenseitige Beeinflussung von Pflanzen wird die Abgabe physiologisch wirksamer Stoffe an die Umwelt bezeichnet Allelopathie. Als organische Stoffe bezeichnet man, die von Mikroorganismen produziert werden und die Fähigkeit haben, Mikroben abzutöten (oder deren Wachstum zu verhindern). Antibiotika, zum Beispiel - Penicillin. Zu den Antibiotika zählen auch antibakterielle Substanzen, die in pflanzlichen und tierischen Zellen enthalten sind (in diesem Sinne ist Propolis oder „Bienenleim“, der den Bienenstock vor schädlicher Mikroflora schützt, ein wertvolles Antibiotikum).
Wirbellose und wirbellose Tiere sowie Reptilien haben die Fähigkeit, abstoßende, anziehende, signalisierende und tötende Substanzen zu produzieren und abzusondern. Der Mensch nutzt in großem Umfang tierische und pflanzliche Gifte für medizinische Zwecke. Die gemeinsame Evolution von Tieren und Pflanzen hat in ihnen komplexe informationschemische Beziehungen entwickelt, zum Beispiel unterscheiden viele Insekten ihre Nahrungsarten durch den Geruch; insbesondere Borkenkäfer fliegen nur zu einem sterbenden Baum und erkennen ihn an der Zusammensetzung der flüchtigen Stoffe Terpene des Harzes. Die Untersuchung chemischer Prozesse, die auf der Ebene lebender Organismen ablaufen, ist Gegenstand der Biochemie und Molekularbiologie; auf der Grundlage der Ergebnisse und Errungenschaften dieser Wissenschaften wurde ein spezielles Gebiet der Ökologie gebildet – die chemische Ökologie.
Wettbewerb(lat. Copsirrentia - Konkurrenz) ist eine Form der Beziehung, in der Organismen der gleichen trophischen Ebene um knappe Ressourcen konkurrieren: Nahrung, CO 2 , Sonnenlicht, Lebensraum, Schutzplätze und andere Existenzbedingungen, und sich dabei gegenseitig unterdrücken. Der Wettbewerb ist bei Pflanzen deutlich zu erkennen. Bäume im Wald streben danach, mit ihren Wurzeln möglichst viel Raum abzudecken, um Wasser und Nährstoffe aufzunehmen. Sie strecken sich auch dem Licht entgegen und versuchen, ihre Konkurrenten zu überholen. Unkraut tötet andere Pflanzen.
Es gibt viele Beispiele aus dem Leben der Tiere. Der verschärfte Wettbewerb erklärt beispielsweise die Unverträglichkeit von Breitkrallen- und Schmalkrallenkrebsen im selben Reservoir; in der Regel gewinnt der produktivere Schmalkrallenkrebs.
Je ähnlicher die Anforderungen zweier Arten an die Lebensbedingungen sind, desto stärker ist die Konkurrenz, die zum Aussterben einer von ihnen führen kann. Bei gleichem Zugang zu einer Ressource kann eine der konkurrierenden Arten aufgrund intensiver Fortpflanzung, der Fähigkeit, mehr Nahrung oder Sonnenenergie zu verbrauchen, der Fähigkeit, sich selbst zu schützen, und einer größeren Toleranz gegenüber Temperaturschwankungen und schädlichen Einflüssen Vorteile gegenüber einer anderen haben.
Die Hauptformen dieser Interaktionen sind wie folgt: Symbiose, Mutualismus und Kommensalismus.
Symbiose(GR. Symbiose - Zusammenleben) ist eine für beide Seiten vorteilhafte, aber nicht zwingende Beziehung zwischen verschiedenen Arten von Organismen. Ein Beispiel für eine Symbiose ist das Zusammenleben eines Einsiedlerkrebses und einer Anemone: Die Anemone bewegt sich, heftet sich an den Rücken der Krabbe und erhält mit Hilfe der Anemone reichhaltigere Nahrung und Schutz. Ein ähnlicher Zusammenhang lässt sich zwischen Bäumen und bestimmten Pilzarten, die auf ihren Wurzeln wachsen, beobachten: Die Pilze beziehen gelöste Nährstoffe aus den Wurzeln und helfen dem Baum selbst dabei, dem Boden Wasser und Mineralstoffe zu entziehen. Manchmal wird der Begriff „Symbiose“ im weiteren Sinne verwendet – „Zusammenleben“.
Gegenseitigkeit(lat. Mutuus - gegenseitig) - für beide Seiten vorteilhaft und obligatorisch für das Wachstum und das Überleben von Beziehungen zwischen Organismen verschiedener Arten. Flechten sind ein gutes Beispiel für die positive Beziehung zwischen Algen und Pilzen, die nicht getrennt voneinander existieren können. Wenn Insekten Pflanzenpollen verbreiten, entwickeln beide Arten spezifische Anpassungen: Farbe und Geruch bei Pflanzen, Rüssel bei Insekten usw. Sie können auch nicht ohne das andere existieren.
Kommensalismus(lat. sottepsalis - Essensbegleitung) - eine Beziehung, in der einer der Partner profitiert, der andere jedoch gleichgültig ist. Kommensalismus ist im Meer häufig zu beobachten: In fast jeder Muschelschale und jedem Schwammkörper gibt es „ungebetene Gäste“, die sie als Unterschlupf nutzen. Im Ozean leben einige Krebstierarten auf den Kiefern von Walen. Die Krebstiere erhalten Schutz und eine stabile Nahrungsquelle. Eine solche Nachbarschaft bringt dem Wal weder Nutzen noch Schaden. Klebrige Fische, die den Haien folgen, sammeln die Reste ihrer Nahrung ein. Zu den Kommensalen gehören Vögel und Tiere, die sich von den Futterresten von Raubtieren ernähren.