Понятие о природной среде, средах жизни

 
 
 
 

    Введение.

              В наше время, когда по всему миру происходят катаклизмы, человек должен понимать, насколько важна природная среда со всеми ее живыми организмами. И что даже при незначительном изменении среды жизни, может привести к изменению или вымиранию живых организмов.

    И поэтому учение о средах жизни, экологических  факторов а, так же загрязнение природной  среды является одним из ключевых разделов в экологии.

    Цель  этой работы рассмотреть: элементы среды жизни; основные экологические факторы и законы; основные источники загрязнения, их действие на окружающую среду, а так же понятия качества среды и ее нормирования, экологического мониторинга

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Понятие о природной среде, средах жизни.

     Природная среда представляет собой совокупность всех естественных условий, тел и явлений, с которыми организм находится в прямом или косвенном взаимодействии.

    Общепризнанным  определением среды является определение  Николая Павловича Наумова:

    СРЕДА - все, что окружает организмы, прямо  или косвенно влияет на их состояние, развитие, выживание и размножение.

    На  Земле существует огромное разнообразие условий сред жизни, что обеспечивает разнообразие экологических ниш  и их "заселение". Однако, не смотря это разнообразие, различают четыре качественно различные среды жизни, обладающие специфическим набором экологических факторов, а следовательно - требующих и специфического набора адаптаций. Вот эти среды жизни:

    наземно-водушная (суша);

    водная;

    почва;

    другие  организмы.

    Познакомимся  с особенностями каждой из этих сред. 

1. .Водная среда жизни.

     По мнению большинства авторов, изучающих возникновение жизни на Земле, эволюционно первичной средой жизни была именно водная среда. Этому положению мы находим немало косвенных подтверждений. Прежде всего, большинство организмов не способны к активной жизнедеятельности без поступления воды в организм или, по крайней мере, без сохранения определенного содержания жидкости внутри организма. Внутренняя среда организма, в которой происходят основные физиологические процессы, очевидно, по-прежнему сохраняет черты той среды, в которой происходила эволюция первых организмов. Так, содержание солей в крови человека (поддерживаемое на относительно постоянном уровне) близко к таковому в океанической воде. Свойства водной океанической среды во многом определили химико-физическую эволюцию всех форм жизни.                   Пожалуй, главной отличительной особенностью водной среды является ее относительная консервативность. Скажем, амплитуда сезонных или суточных колебаний температуры в водной среде намного меньше, чем в наземно-воздушной. Рельеф дна, различие условий на различных глубинах, наличие коралловых рифов и проч. создают разнообразие условий в водной среде. Особенности водной среды проистекают из физико-химических свойств воды. Так, большое экологическое значение имеют высокая плотность и вязкость воды. Удельная масса воды соизмерима с таковой тела живых организмов. Плотность воды примерно в 1000 раз выше плотности воздуха. Поэтому водные организмы (особенно, активно движущиеся) сталкиваются с большой силой гидродинамического сопротивления. Эволюция многих групп водных животных по этой причине шла в направлении формирования формы тела и типов движения, снижающих лобовое сопротивления, что приводит к снижению энергозатрат на плавание. Так, обтекаемая форма тела встречается у представителей различных групп организмов, обитающих в воде, - дельфинов (млекопитающих), костистых и хрящевых рыб.

    Высокая плотность воды является также причиной того, что механические колебания (вибрации) хорошо распространяются в водной среде. Это имело большое значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.

    В связи с высокой плотностью водной среды ее обитатели лишены обязательной связи с субстратом, которая характерна для наземных форм и связана с  силами гравитации. Поэтому есть целая  группа водных организмов (как растений, так и животных), существующих без обязательной связи с дном или другим субстратом, "парящих" в водной толще.

    Электропроводность  открыла возможность эволюционного  формирования электрических органов  чувств, обороны и нападения.

                           1.2.Наземно-воздушная среда жизни.                                     

     Наземно-воздушная среда характеризуется огромным разнообразием условий существования, экологических ниш и заселяющих их организмов. Надо отметить, что организмы играют первостепенную роль в формировании условий наземно-воздушной среды жизни, и прежде всего - газового состава атмосферы. Практически весь кислород земной атмосферы имеет биогенное происхождение.

    Основными особенностями наземно-воздушной  среды является большая амплитуда  изменения экологических факторов, неоднородность среды, действие сил земного тяготения, низкая плотность воздуха. Комплекс физико-географических и климатических факторов, свойственных определенной природной зоне, приводит к эволюционному становлению морфофизиологических адаптаций организмов к жизни в этих условиях, многообразию форм жизни.

    Высокое содержание кислорода в атмосфере (около 21%) определяет возможность формирования высокого (энергетического) уровня обмена веществ.

    Атмосферный воздух отличается низкой и изменчивой влажностью. Это обстоятельство во многом лимитировало (ограничивало) возможности освоения наземно-воздушной среды, а также направляло эволюцию водно-солевого обмена и структуры органов дыхания.

1.3. Почва как среда жизни.

     Почва является результатом деятельности живых организмов. Заселявшие наземно-воздушную среду организмы приводили к возникновению почвы как уникальной среды обитания. Почва представляет собой сложную систему, включающую твердую фазу (минеральные частицы), жидкую фазу (почвенная влага) и газообразную фазу. Соотношение этих трех фаз и определяет особенности почвы как среды жизни.

    Важной  особенностью почвы является также  наличие определенного количества органического вещества. Оно образуется в результате отмирания организмов и входит в состав их экскретов (выделений).

    Условия почвенной среды обитания определяют такие свойства почвы как ее аэрация (то есть насыщенность воздухом), влажность (присутствие влаги), теплоемкость и  термический режим (суточный, сезонный, разногодичный ход температур). Термический режим, по сравнению с наземно-воздушной средой, более консервативный, особенно на большой глубине. В целом, почва отличается довольно устойчивыми условиями жизни.                                                                                                                   Вертикальные различия характерны и для других свойств почвы, например, проникновение света, естественно, зависит от глубины.

    Многие  авторы отмечают промежуточность положения  почвенной среды жизни между водной и наземно-воздушной средами. В почве возможно обитание организмов, обладающих как водным, так и воздушным типом дыхания. Вертикальный градиент проникновения света в почве еще более выражен, чем в воде. Микроорганизмы встречаются по всей толще почвы, а растения (в первую очередь, корневые системы) связаны с наружными горизонтами.

    Для почвенных организмов характерны специфические  органы и типы движения (роющие конечности у млекопитающих; способность к  изменению толщины тела; наличие  специализированных головных капсул у некоторых видов); формы тела (округлая, вольковатая, червеобразная); прочные и гибкие покровы; редукция глаз и исчезновение пигментов. Среди почвенных обитателей широко развита сапрофагия - поедание трупов других животных, гниющих остатков и т.д.

1.4.Организм как среда обитания.

     Живой организм может также служить средой обитания - для паразитов и симбионтов. Например, человеческий организм является средой обитания для огромного числа различных симбионтов (прежде всего, нормальной микрофлоры кишечника), а не редко - и паразитов (разнообразных плоских и круглых червей, простейших).

    Организм  как среда обитания характеризуется  определенным постоянством (гомеостазом). В то же время некоторые виды паразитов  вынуждены противостоять агрессивной среде организма (например, агрессивной среде желудочно-кишечного тракта) и иммунной системе организма.

    Организм, как правило, обеспечивает паразитов  и симбионтов питательными веществами, находящимися в доступной форме  и не требующими дальнейшего пищеварения и переработки. Поэтому у большинства паразитов наблюдается упрощение строения (редукция) органов пищеварения. Стратегия их выживания направлена на оставление как можно большего числа потомков, формирование защитных механизмов и приспособлений к распространению. 

2.Подразделение экологических факторов.

     Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов.

     Экологический  фактор – это любое условие  среды, способное оказывать прямое  или косвенное влияние на живые  организмы. В свою очередь,  организм реагирует на экологический  фактор приспособительными реакциями.

     Роль факторов состоит в формировании среды для обитания живых организмов, создании ограничивающих барьеров для чрезмерного роста численности популяций в процессе размножения, распространения и жизнедеятельности особей, они являются внешними раздражителями, вызывающими временные компенсаторные изменения, предвестниками изменения других факторов.

     Экологические  факторы среды, с которыми связан  любой организм, делятся на 2 категории (табл. 2):   
 

                                                                             Таблица 2 .

    Биотическими факторами среды называется совокупность влияний одних организмов на другие. Живые существа могут служить источником пищу для других организмов, являться средой обитания, способствовать их размножению и т.п. Действие биотических факторов может быть не только непосредственным, но и косвенным, выражаясь в изменении действия абиотических факторов (влияние растений на микроклимат в припочвенном слое под пологом леса, на состав почвы).

     Антропогенными факторами среды является совокупность влияний человека на живые организмы. Это влияние также может быть прямым, например, когда человек вырубает лес, или косвенным, проявляющимся в воздействии человека на абиотические и биотические факторы среды, например, изменение состава почвы, гидросферы, или изменение структуры экосистем.

     Абиотическими факторами  среды называются условия, напрямую связанные с жизнедеятельностью организмов. К числу наиболее важных абиотических факторов можно отнести температуру, свет, воду,  структуру почвы и т.п. Эти факторы могут воздействовать на организмы как непосредственно, например свет и тепло, так и косвенно, например рельеф местности, обусловливающий действие прямых факторов, света, ветра, влаги и пр.

Рассмотрим основные абиотические факторы:

     1)Солнечная энергия - основной источник энергии на Земле, основа существования живых организмов ( процесс фотосинтеза). Количество энергии у поверхности Земли- 21*10 кДж на экваторе уменьшается к полюсам примерно в 2,5 раза. Также количество солнечной энергии зависит от периода года, продолжительности дня и т.д. Свет необходим для процесса фотосинтеза, определяет сроки цветения и плодоношения растений. Растения подразделяются :

• светолюбивые
• тенелюбивые
• теневыносливые.

     Для  животных световой режим не  является таким необходимым экологическим  фактором, но он необходим для  ориентации в пространстве. Именно  солнечный свет определил эволюцию  конструкции глаз у животных.   

     2)Температура – один из важнейших абиотических факторов, имеющий прямое или косвенное значение для живых организмов. Температура непосредственно влияет на жизнедеятельность растений и животных, определяя их активность и характер существования в конкретных условиях. Особенно заметное влияние оказывает температура на фотосинтез, обмен веществ, потребление пищи, двигательную активность и размножение.