Екологічні фактори та їх дія на живі організми

Терміті й поняття: екологічні фактори (біотичні, абіотичні, антропогенні), груповий ефект, конкуренція, хижацтво, паразитизм, коменсалізм, мутуалізм.

Екологічні фактори. Усе, що оточує живі організми, є середовищем їх існування. Окремі його компоненти й елементи, які безпосередньо або побічно впливають на живі організми, називають екологічними факторами. Умови середовища, що впливають на життя організмів, зазвичай поділяють на три групи факторів: біотичні, абіотичні й антропогенні.

Біотичні фактори — це найрізноманітніші форми впливу живих організмів один на одного й на середовище. Відносини між організмами можуть бути безпосередніми, але частіше мають замаскований, непрямий характер.

Найбільш очевидними відносинами між організмами є прямі конкурентні відносини особин одного виду за харчові ресурси, притулки, місця для розмноження, змагання самців за самку. Що стосується міжвидових відносин, то на перший план виходять трофічні (від грец. трофе — живлення) стосунки, суть яких можна сформулювати дуже просто: «хто, чим або ким і в який спосіб живиться».

Міжвидова конкуренція — це той випадок, коли, наприклад, різні види змагаються за один ресурс. Такими конкурентами можна вважати рись, вовка й лисицю, у них спільний об'єкт полювання — заєць.

Хижацтво — це взаємини між двома однаковими за рівнем організації істотами, одна з яких активно полює (хижак), а інша є об'єктом цього полювання (жертвою). Найбільше хижих істот у царстві тварин (іл. 51.1).

Однак є хижаки й серед грибів, які живляться мікроскопічними личинками круглих червів. Трапляються вони й серед рослин, які приваблюють комах квітками або листками з липкою речовиною, а потім перетравлюють їх.

Паразитизм (від грец. паразитос — нахлібник) — це форма ворожих відносин різних видів організмів, один з яких (паразит), поселяючись на тілі або в тілі іншого організму (господаря), живиться за його рахунок і завдає йому відчутної шкоди.

Паразитичні форми життя трапляються серед грибів, квіткових рослин, найпростіших, різних червів і членистоногих.

На відміну від хижака, що відразу вбиває свою жертву, паразит використовує свого господаря дуже довго, що найчастіше не призводить до смерті хазяїна, бо ж загине й сам паразит.

Коменсалізм (від лат. кум — разом з і менса — стіл) — відносини між особинами різних видів, які одним не шкодять, а іншим надають відчутної користі. Це може бути співжиття організмів різних видів, за якого один організм використовує інший як житло й джерело харчування, але не заподіює шкоди партнерові. Наприклад, риба гірчак відкладає ікринки в мантійну порожнину двостулкових молюсків перлівниць і беззубок. Унаслідок цього ікринки, що розвиваються, захищені раковиною молюска, але їх присутність не створює негативу для життя господаря.

Іл. 51.1. Напад левиці па антилопу

Іл. 51.2. Лишайник на гілці дерева

Бувають випадки, коли один вид тварини, якого називають коменсалом, підбирає залишки зі «столу» іншого. Риба-прилипало вступила в настільки міцні відносини з акулами, що виробила для цього спеціальне пристосування. Своїм плавцем-присоском, прикріплюючись до шкіри акули, вона не лише пересувається за їх допомогою, але й харчується залишками їхньої «трапези».

Мутуалізм (від лат. мутуус — взаємний) — рідкісний випадок співжиття організмів різних видів, що приносить їм взаємну користь. Наприклад, у лишайника, який є складним організмом (утворений грибами та водоростями), гіфи гриба постачають водоростям воду й мінеральні речовини, а водорості, у свою чергу, здійснюючи фотосинтез, надають грибам готові органічні речовини, які слугують їм їжею (іл. 51.2).

Ще одним прикладом мутуалізму є взаємини травоїдних ссавців і деяких видів інфузорій, що живуть у їхньому травному тракті. Ці інфузорії не здатні жити поза кишечником коня чи корови, а ссавці без них не можуть перетравити траву.

Дія на організми факторів неживої природи. Абіотичні фактори — це різноманітні дії на організм неживої природи. Насамперед, це кліматичні (температура, опади, сонячна радіація), геологічні (рельєф), географічні (ґрунт, течії, вітри) фактори, а також фізичні (шум, магнітні поля, радіоактивність, інтенсивність сонячного випромінювання) й хімічні агенти (хімічний склад атмосфери, прісних і морських вод, ґрунту) та навіть катастрофи (повені, пожежі).

Кліматичні, фізичні й хімічні фактори впливають на організми безпосередньо, а геологічні або географічні — опосередковано, як наприклад, близькість океану визначає вологий і м'який температурний режим територій, які прилягають до узбережжя.

Розгляньмо основні кліматичні фактори й особливості їх впливу на живі організми.

Температура. Це, мабуть, найважливіший кліматичний фактор, на який реагують усі без винятку організми. Пригадайте: від температури тіла залежить швидкість метаболізму. Що вища температура, то вища швидкість обміну речовин, росту, розвитку й дозрівання. Вважають, що особливе значення температура відіграє в зонах з холодним кліматом. Однак це не цілком так. Більш критичною для життя організмів є верхня межа температур, ніж нижня, адже білки й ферменти не витримують нагрівання більше, ніж +50 °С, а тому життя в пустелях є більш пригніченим, ніж за Полярним колом (іл. 51.3).

Іл. 51.3. Ящірка-крутиголовка, що живе в умовах пустелі, добре пристосувалася до життя в умовах дефіциту води

Ще один важливий фактор — енергія Сонця та освітленість. Сонячна енергія не лише визначає температуру на поверхні Землі, а й є первинним джерелом енергії.

Завдяки світловій енергії Сонця в рослин відбувається фотосинтез. Визначальною для життя організмів, особливо рослин, зазвичай є нижня межа освітленості.

Вода — ключова речовина живих систем. Кожна клітина в середньому на 80-85 % складається з води. Невипадково вологість середовища проживання й особливо дефіцит прісної води, джерелом якої є насамперед опади, виявляється визначальним фактором для життя багатьох організмів на суходолі.

Однак на будь-який організм діє не один, а кілька факторів, вплив яких доволі різний. Який із факторів у такому випадку визначальний? З'ясовано, що на організм чи популяцію насамперед впливає найбільш дефіцитний фактор. Наприклад, якщо ґрунт на полі забезпечений сполуками Нітрогену на 90 %, Фосфору — на 60 % і Калію — на 85 %, то найбільш ефективним буде внесення Фосфору, а додавання двох інших елементів майже не впливатиме на врожай. Так само в умовах пустелі лімітувати ріст рослин будуть дощі, а в умовах тундри — висока температура в літній період.

Вплив людини на живі організми як особливий екологічний фактор. Діяльність людини давно вже набула ролі глобального екологічного фактора, що має для живого на планеті таке ж значення, як температура, освітленість або вода. Але, з одного боку, за своєю природою людина — це біологічний вид, а тому його діяльність логічно розглядати як біотичний фактор. З іншого боку — цей вплив зовсім не такий, як вплив інших живих істот. Він не створює середовище проживання, а скоріше руйнує його. Саме тому діяльність людини виокремлена в особливу групу антропогенних (від грец. антропос — людина, генезис — походження) екологічних факторів. Це всі види діяльності людини, насамперед господарської, які впливають на природне середовище та змінюють умови проживання живих організмів.

Різноманітні умови середовища проживання, що виявляють вплив на живий організм, називають екологічними факторами. їх традиційно поділяють на три групи: біотичні, серед яких головними є трофічні відносини, абіотичні й антропогенні. Незважаючи на те, що на біологічні системи діє багато факторів, ключовими є ті, що представлені в найбільшому дефіциті.