Загальні поняття про екологію і екологічних факторах

1. Загальні поняття про екологію

Екологія - це наука про відносини рослинних і тваринних організмів або їх співтовариств між собою і з навколишнім середовищем.

Термін «екологія», утворений з двох грецьких слів: ойкос - будинок, житло, батьківщина і логос - наука, був запропонований німецьким біологом Е. Геккелем в 1869 р і позначає буквально «вивчення власного будинку», або «наука про местообитании».

Екологія тісно пов'язана з іншими біологічними науками - зоологією і ботанікою. У період становлення цих наук основна увага дослідників була зосереджена на систематики і будову живих організмів. Але вже в перших творах по флорі опис кожного виду рослини стало супроводжуватися зазначенням місць його зростання. В ході досліджень фауни вчені також дійшли висновку, що спосіб життя тваринного і середовище її проживання взаємопов'язані. Очевидним є те, що більшість відомостей з цих областей одночасно є предметом вивчення екології.

Величезне значення екології було усвідомлено суспільством зовсім недавно - коли через постійно посилюється антропогенного впливу (антропогенний вплив на природу - різні форми впливу діяльності людини на природу) на природне середовище з усією очевидністю постала проблема збереження життя на нашій планеті, збереження людської цивілізації.

Не можна бездумно ставитися до природи, безжально її експлуатувати! Людське суспільство може жити і розвиватися, тільки перебуваючи в гармонії з природою. Для цього необхідно знати, як влаштована і функціонує природа, як вона реагує на втручання людини.

Екологія вивчає організацію життя на трьох рівнях.

Перший рівень охоплює окремі рослини і тварин - особини. Будь-яка особина знаходиться під впливом різних умов навколишнього середовища, відчуває на собі їх вплив. Одними з головних впливають на організм умов є кліматичні - температура, вологість, освітленість та ін. Крім того, в існуванні наземних тварин, особливо мешканців грунту, і в житті рослин важливу роль відіграють фізичні і хімічні властивості грунту. Для водних організмів особливе значення мають фізичні та хімічні властивості води як середовища існування.

Розділ екології, в рамках якого досліджується взаємодія окремого організму із середовищем проживання (спосіб життя, поведінку, взаємодію з окремими елементами навколишнього середовища та ін.), Носить назву аутекологія (від грецького аутос - сам).

У реальному житті, однак, жоден організм не існує поза зв'язком з іншими йому подібними організмами, тобто особинами того ж виду. Як правило, організми існують у вигляді особливих угруповань - популяцій (від латинського популус - народ, населення). Взаємодія організмів в популяції призводить до того, що у неї з'являються власні властивості, відмінні від властивостей окремих особин. Під впливом багатьох зовнішніх умов (параметрів навколишнього середовища, якості і кількості їжі та ін.) Популяції змінюють чисельність в часі і просторі, набувають властивості накопичувати і витрачати речовина і енергію, їм властиві більш складні реакції на зміни середовища, ніж відповідні реакції індивідуума.

Розділ екології, що вивчає взаємини між організмом і середовищем існування на рівні популяцій, носить назву демекологія, або популяційної екології.

Але і популяція ізольовано існувати не може, оскільки потребує енергії, речовині, просторі та інших життєвих ресурсах. Тому популяція обов'язково вступає у взаємини з іншими популяціями: популяція хижої тварини черпає енергію від популяції травоїдного, популяції можуть боротися за простір, їжу і т.п. Однак вони можуть і допомагати один одному: грунтові тварини, переробляючи мертве рослинна речовина, збільшують родючість грунту, комахи беруть участь в запиленні рослин, деякі травоїдні тварини забезпечують перенесення насіння рослин, сприяючи їх розмноженню. Таким чином, популяції не можуть існувати одне без одного. Стабільність природної системи в часі підтримується за допомогою взаємодії між усіма її живими і неживими складовими.

У природі спільно живуть популяції різних організмів завжди утворюють певну єдність, зване спільнотою, або біоценозів (від грецького біос - життя і ценоз - загальне). Займане співтовариством природне життєвий простір прийнято називати біотопом (від грецького біос - життя і топос - місце). Спільнота - це досить стійке біологічну освіту, оскільки воно має здатність до самоподдержіванію своїх природних властивостей і видового складу. Стійкість спільноти визначається не тільки стійкістю входять до нього популяцій, а й особливостями взаємодії між ними.

Комплексне вивчення спільнот є предметом ще більш складного розділу екології - сінекологіі (від грецького син - разом), або екології спільнот.

2. Екологічні фактори

Середовище проживання організмів характеризують умови і ресурси. Поняття «умови середовища» в екології замінюють і визначають поняттям «екологічні чинники». Екологічні фактори роблять визначальний вплив на життєдіяльність і географічне поширення живих організмів.

Екологічний фактор - це будь-який нерасчленяемий далі елемент навколишнього середовища, здатний надавати пряме чи непряме вплив на живий організм хоча б протягом одного з етапів його індивідуального розвитку, або, іншими словами, то з умов середовища, на вплив якого організм відповідає пристосувальними реакціями.

Екологічні чинники вельми різноманітні як за своєю природою, так і по впливу на живі організми. Їх можна умовно поділити на три основні групи: абіотичні, біотичні і антропогенні.

Абіотичні фактори - це фактори, пов'язані з впливом на організми неживої природи, тобто кліматичні чинники (температура, світло, вологість, тиск і ін.); фізичні властивості грунту і води; орографические фактори (умови рельєфу).

Абіотичні фактори впливають на організм безпосередньо, як, наприклад, світло або тепло, або опосередковано - як рельєф, який обумовлює ступінь дії прямих факторів: освітленості, вологості, сили вітру та ін.

Біотичні фактори пов'язані з сукупним впливом одних організмів на інші. До цієї групи належать особливості харчування тих чи інших організмів і що випливають з цього різні форми взаємодії видів і особин між собою (хижацтво, конкуренція, паразитизм і ін.).

Біотичні взаємовідносини мають надзвичайно складний характер. Вони теж можуть надавати і пряме, і непряме вплив.

Антропогенні фактори - це всі ті форми діяльності людини, які або опосередковано впливають на організми, змінюючи природну (природне) середовище, а значить, і умови проживання живих організмів, або безпосередньо впливають на окремі види тварин і рослин.

Антропогенні фактори, по суті справи, теж є биотическими, так як своїм походженням вони зобов'язані людині - суті біологічному. Однак ці фактори стали виділяти в особливу групу з причини їх різноманіття і специфічності.

Одні і ті ж екологічні фактори впливають на різні живі організми по-різному, і тому ступінь їх важливості для тих чи інших видів неоднакова.

Наша планета має наступні чотирма основними середовищами існування, освоєними і заселеними організмами: водне середовище; наземно-повітряне середовище, грунтова середовище; нарешті, самі організми, які виступають в якості середовища для інших видів живих істот. І кожна з чотирьох має специфічні особливості. У організмів, що живуть в певному середовищі, виробляється пристосованість до умов саме цього середовища.

Здатність організмів витримувати зміни в певних межах умов життя називається толерантністю. Це важлива властивість всього живого, що дозволяє переносити коливання умов, пристосовуючись до їх змін, і дозволяє організму існувати в конкретному середовищі.

Будь-який вид, будь то тварина, рослина чи мікроорганізм, здатний нормально жити, харчуватися, розмножуватися тільки в тому місці, де його «прописала» природа за багато тисячоліть еволюція. Інакше кажучи, будь-який вид пристосований (адаптований) до строго певним екологічних факторів. Вихід хоча б одного фактора за межі толерантності організму призводить до його загибелі. Для точного позначення цього феномена екологи стали говорити про те, що кожен вид живих істот займає в природі свою, лише йому притаманну екологічну нішу.

Екологічна ніша організму - це сукупність всіх екологічних факторів і ресурсів того середовища, в межах якої може існувати даний вид в природі.

Будь-який організм черпає енергію, отримує необхідні речовини для життєдіяльності з ресурсів середовища проживання. Ресурси можуть витрачатися і вичерпуватися.

Ресурси живих істот - це речовини, що йдуть на побудову їхніх тіл і дають енергію для їх життєдіяльності.

Разом з тим, навіть якщо основні фактори і ресурси певного середовища цілком сприятливі для життєдіяльності даного організму, його тривалого існування можуть перешкодити особини інших видів (наприклад, хижаки або паразити). Тому біотичні чинники, або біотичні взаємовідносини, теж слід включати в поняття ніші.

В екології прийнято розрізняти два близьких, по суті, поняття: «місце проживання» і «екологічна ніша». Перше застосовується для позначення території, де живе цей організм, а друге - для характеристики тієї ролі, яку відіграє цей організм в екологічній системі.