Биология. 10 класс

Среда обитания каждого организма сложна и изменчива во времени и пространстве. Она включает множество элементов живой и неживой природы и элементов, привносимых человеком и его хозяйственной деятельностью. В экологии эти элементы среды называются факторами. Все факторы среды по отношению к организму неравнозначны. Одни из них влияют на его жизнедеятельность, а другие для него безразличны.

Нейтральные факторы — компоненты среды, которые не влияют на организм и не вызывают у него никакой реакции. Например, для волка в лесу безразлично присутствие белки или дятла, наличие гнилого пня или лишайников на деревьях. Они не оказывают на него никакого воздействия.

Экологические факторы — свойства и компоненты среды обитания, которые вызывают у организма формирование приспособлений — адаптаций. Адаптация (от лат. adaptatio — прилаживание, приспособление) — признак или комплекс признаков, обеспечивающих выживание и размножение организмов в конкретной среде обитания. Например, обтекаемая форма тела рыб облегчает их передвижение в плотной водной среде. У некоторых видов растений засушливых мест вода может запасаться в листьях (алоэ) или стеблях (кактус).

В среде обитания экологические факторы различаются по значимости для каждого организма. Присутствие одних факторов обязательно и необходимо для жизни организма, а других — не обязательно. Например, атмосферный углекислый газ не оказывает влияния на жизнедеятельность животных, так как не поглощается ими при дыхании вследствие более низкого парциального давления в альвеолах, чем в крови. Но он обязателен для жизни растений, поскольку используется при фотосинтезе. Следовательно, для существования организмов любого вида требуются определенные экологические факторы.

Условия существования (жизни) — комплекс экологических факторов, без которых организм не может существовать в данной среде.

Отсутствие в среде обитания хотя бы одного из факторов этого комплекса приводит к гибели организма. Так, к условиям существования растительного организма относятся: наличие воды, определенной температуры, света, углекислого газа, минеральных веществ. Для животного организма обязательными являются: вода, кислород, органические вещества, а для пойкилотермного организма еще и определенное количество тепла.

Все остальные экологические факторы не являются жизненно важными для организма, хотя и могут влиять на его существование. Их называют второстепенными факторами. Например, для животных молекулярный азот не является жизненно необходимым. Они, как и все гетеротрофные организмы, не способны переводить молекулярный азот атмосферы (N₂) в его связанные формы (NH₃, нитриты и нитраты),  как это делают некоторые группы прокариот — азотфиксирующие бактерии и цианобактерии.

Для существования растений не обязательно наличие органических веществ, так как они являются автотрофами. У них синтез органических  веществ из неорганических происходит при фотосинтезе с использованием энергии солнечного света, которая преобразуется в энергию синтезированных органических веществ.

Экологические факторы многообразны. Они играют различную роль в жизни организмов, имеют неодинаковую природу и специфику действия. И хотя они воздействуют на организм как единый комплекс, их классифицируют по разным критериям. Это облегчает изучение закономерностей взаимодействия организмов со средой обитания.

Разнообразие экологических факторов по природе происхождения в среде обитания позволяет разделить их на три большие группы: абиотические, биотические, антропогенные. В каждой из групп можно выделить несколько подгрупп факторов.

Абиотические факторы — элементы неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на организм и вызывают у него ответную реакцию. Их подразделяют на четыре подгруппы:

1) климатические факторы — все факторы, которые формируют климат в данной среде обитания (свет, газовый состав воздуха, осадки, температура, влажность воздуха, атмосферное давление, скорость ветра);

2) эдафические (почвенные) факторы (от греч. édaphos — почва) — свойства почвы, которые разделяются на физические (влажность, комковатость, воздухо- и влагопроницаемость, плотность) и химические (кислотность, минеральный состав, содержание органического вещества);

3) орографические факторы (факторы рельефа) — особенности характера и специфика рельефа местности. К ним относятся: высота над уровнем моря, широта, крутизна (угол наклона местности по отношению к горизонту), экспозиция (положение местности относительно сторон света);

4) геофизические факторы — физические явления природы (гравитация, магнитное поле Земли, ионизирующее и электромагнитное излучения).

Биотические факторы — элементы живой природы, то есть живые организмы, влияющие на данный организм и вызывающие у него ответные реакции. Они носят самый разнообразный характер и действуют не только непосредственно, но и косвенно через элементы неорганической природы. Биотические факторы разделяют на две подгруппы:

1) внутривидовые факторы — влияющим фактором является организм того же вида, что и данный организм (например, в лесу высокая береза затеняет маленькую березку, у земноводных при высокой численности крупные головастики выделяют вещества, замедляющие развитие более мелких головастиков);

2) межвидовые факторы — влияние на данный организм оказывают особи других видов (например, густая ель угнетает рост травянистых растений под ее кроной, клубеньковые бактерии дополнительно обеспечивают азотом бобовые растения). Более подробно действие этих факторов рассматривается в главе 5 «Экосистема — основная единица биосферы».

В зависимости от систематической принадлежности воздействующего организма биотические межвидовые факторы подразделяют на четыре основные группы:

Антропогенные факторы — разнообразные виды деятельности человека, влияющей как на сами организмы, так и на их местообитания. В зависимости от способа воздействия выделяют две подгруппы антропогенных факторов:

1) прямые факторы — непосредственное воздействие человека на организмы (вырубка деревьев, скашивание травы, посадка леса, отстрел зверей и птиц, разведение рыбы);

2) косвенные факторы — опосредованное влияние человека на среду обитания организмов самим фактом своего существования и через хозяйственную деятельность. Как биологическое существо человек поглощает кислород и выделяет углекислый газ, изымает пищевые ресурсы. Как социальное существо он оказывает влияние через сельское хозяйство, промышленность, транспорт, бытовую деятельность, загрязнение природной среды и  антропогенную трансформацию природных ландшафтов.

В зависимости от последствий воздействия эти подгруппы антропогенных факторов, в свою очередь, подразделяются на факторы положительного и отрицательного влияния. Факторы положительного влияния повышают численность организмов до оптимального уровня или улучшают среду их обитания. Примерами могут служить: посадка и подкормка растений, разведение и охрана животных, охрана окружающей среды в целом. Факторы отрицательного влияния снижают численность организмов ниже оптимального уровня или ухудшают среду их обитания. К ним можно отнести вырубку лесов, загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, прокладку дорог и других коммуникаций.

По природе происхождения косвенные антропогенные факторы можно разделить на:

а) физические — радиоактивное, электромагнитное излучения, разные виды техники;
б) химические — продукты сгорания топлива, пестициды, тяжелые металлы;
в) биологические — болезнетворные бактерии и вирусы, паразитические черви и насекомые, сорняки;
д) социальные — рост городов и коммуникаций, межрегиональные конфликты и войны.
Последствия действия антропогенных факторов более подробно рассматриваются в главе 7 «Человек и биосфера».