Asulate ökoloogilised iseärasused. Kaasaegse ökoloogia struktuur

Ökoloogia (kreeka keelest. oikos - maja ja logod- doktriin) - teadus elusorganismide ja nende keskkonna vastasmõju seadustest.

Ökoloogia rajajaks peetakse saksa bioloogi E. Haeckel(1834-1919), kes kasutas seda mõistet esimest korda 1866. aastal "ökoloogia". Ta kirjutas: „Ökoloogia all peame silmas üldist teadust organismi ja keskkonna vahelistest suhetest, kuhu hõlmame kõik „eksistentsi tingimused“ selle sõna laiemas tähenduses. Need on osaliselt orgaanilised ja osaliselt anorgaanilised.

Algselt oli selleks teaduseks bioloogia, mis uurib loomade ja taimede populatsioone nende elupaigas.

Ökoloogia uurib süsteeme individuaalsest organismist kõrgemal tasemel. Selle uurimise peamised eesmärgid on:

• elanikkond - samasse või sarnasesse liiki kuuluv ja teatud territooriumil asuv organismide rühm;
• , sealhulgas biootiline kooslus (populatsioonide kogum vaatlusalusel territooriumil) ja elupaik;
• - eluvaldkond maa peal.

Tänaseks on ökoloogia väljunud bioloogia enda ulatusest ja muutunud interdistsiplinaarseks teaduseks, mis uurib kõige keerukamaid. inimeste ja keskkonnaga suhtlemise probleemid.Ökoloogia on läbinud raske ja pika tee, et mõista probleemi "inimene - loodus", tuginedes "organism - keskkond" süsteemis tehtud uuringutele.

Inimese suhtlemisel loodusega on oma spetsiifika. Inimene on varustatud mõistusega ja see annab talle võimaluse mõista oma kohta looduses ja eesmärki Maal. Tsivilisatsiooni arengu algusest peale on inimene mõelnud oma rollile looduses. Olles loomulikult osa loodusest, inimene lõi erilise keskkonna, mida nimetatakse inimtsivilisatsioon. Arenedes sattus see aina enam loodusega vastuollu. Nüüd on inimkond juba jõudnud arusaamisele, et looduse edasine ekspluateerimine võib ohustada tema enda olemasolu.

Selle probleemi kiireloomulisus, mis on põhjustatud ökoloogilise olukorra halvenemisest ülemaailmsel tasandil, on viinud "rohestamine"- et vajadus arvestada seaduste ja keskkonnanõuetega kõigis teadustes ja kogu inimtegevuses.

Ökoloogiat nimetatakse praegu teaduseks inimese „oma kodust“ – biosfäärist, selle iseärasustest, suhtlemisest ja suhetest inimesega ning inimesest kogu inimühiskonnaga.

Ökoloogia ei ole ainult integreeritud distsipliin, kus füüsikalised ja bioloogilised nähtused on seotud, see moodustab omamoodi silla loodus- ja sotsiaalteaduste vahel. See ei kuulu lineaarse struktuuriga erialade hulka, s.t. ei arene vertikaalselt – lihtsast keerukani – see areneb horisontaalselt, hõlmates üha laiemat teemade ringi erinevatelt erialadelt.

Ükski teadus ei suuda lahendada kõiki ühiskonna ja looduse vastastikuse mõju parandamisega seotud probleeme, kuna sellel vastasmõjul on sotsiaalsed, majanduslikud, tehnoloogilised, geograafilised ja muud aspektid. Ainult integreeritud (üldistav) teadus, milleks on kaasaegne ökoloogia, saab neid probleeme lahendada.

Seega on ökoloogia bioloogia raamistikus sõltuvast distsipliinist muutunud keeruliseks interdistsiplinaarseks teaduseks - kaasaegne ökoloogia- väljendunud ideoloogilise komponendiga. Kaasaegne ökoloogia on ületanud mitte ainult bioloogia, vaid ka üldiselt piirid. Kaasaegse ökoloogia ideed ja põhimõtted on oma olemuselt ideoloogilised, seega ei seostata ökoloogiat ainult inimese ja kultuuri teadustega, vaid ka filosoofiaga. Sellised tõsised muutused võimaldavad järeldada, et vaatamata enam kui sajandi pikkusele ökoloogia ajaloole, kaasaegne ökoloogia on dünaamiline teadus.

Kaasaegse ökoloogia eesmärgid ja eesmärgid

Kaasaegse ökoloogia kui teaduse üks peamisi eesmärke on uurida põhiseadusi ja arendada ratsionaalse interaktsiooni teooriat süsteemis "inimene - ühiskond - loodus", pidades inimühiskonda biosfääri lahutamatuks osaks.

Kaasaegse ökoloogia peamine eesmärk inimühiskonna arengu praegusel etapil - tuua inimkond globaalsest ökoloogilisest kriisist välja säästva arengu teele, mille käigus saavutatakse praeguse põlvkonna elutähtsate vajaduste rahuldamine ilma tulevastelt põlvedelt sellist võimalust ilma jätmata.

Nende eesmärkide saavutamiseks peab keskkonnateadus lahendama mitmeid erinevaid ja keerulisi ülesandeid, sealhulgas:

• töötada välja teooriad ja meetodid ökoloogiliste süsteemide jätkusuutlikkuse hindamiseks kõigil tasanditel;
• uurida populatsioonide arvukuse ja biotilise mitmekesisuse regulatsiooni mehhanisme, elustiku (floora ja fauna) rolli biosfääri stabiilsuse regulaatorina;
• uurida ja koostada prognoose biosfääri muutuste kohta looduslike ja inimtekkeliste tegurite mõjul;
• hinnata loodusvarade seisundit ja dünaamikat ning nende tarbimise keskkonnamõjusid;
• arendada keskkonnakvaliteedi juhtimise meetodeid;
• kujundada arusaama biosfääri probleemidest ja ühiskonna ökoloogilisest kultuurist.

Meie ümber elav keskkond ei ole elusolendite juhuslik ja juhuslik kombinatsioon. See on stabiilne ja organiseeritud süsteem, mis on välja kujunenud orgaanilise maailma evolutsiooni käigus. Kõik süsteemid on modelleeritavad, st. on võimalik ennustada, kuidas konkreetne süsteem reageerib välismõjudele. Süstemaatiline lähenemine on keskkonnaprobleemide uurimise aluseks.

Kaasaegse ökoloogia struktuur

Ökoloogia on praegu jagatud mitmeks teadusharuks ja distsipliiniks, mõnikord kaugel algsest arusaamast ökoloogiast kui bioloogilisest teadusest, mis käsitleb elusorganismide seost keskkonnaga. Kõik kaasaegsed ökoloogiavaldkonnad põhinevad aga fundamentaalsetel ideedel bioökoloogia, mis tänapäeval on kombinatsioon erinevatest teadusvaldkondadest. Nii näiteks eraldada autekoloogia,üksikorganismi individuaalsete seoste uurimine keskkonnaga; rahvastikuökoloogia samasse liiki kuuluvate ja samal territooriumil elavate organismide vaheliste suhete käsitlemine; sünekoloogia, mis uurib terviklikult organismide rühmi, kooslusi ja nende suhteid looduslikes süsteemides (ökosüsteemides).

Kaasaegne ökoloogia on teadusharude kompleks. Alus on üldine ökoloogia, mis uurib organismide ja keskkonnatingimuste suhete põhimustreid. Teoreetiline ökoloogia uurib elukorralduse üldisi mustreid, sealhulgas seoses inimtekkelise mõjuga looduslikele süsteemidele.

Rakendusökoloogia uurib inimese poolt biosfääri hävitamise mehhanisme ja viise selle protsessi ärahoidmiseks, samuti töötab välja loodusvarade ratsionaalse kasutamise põhimõtted. Rakendusökoloogia põhineb teoreetilise ökoloogia seaduste, reeglite ja põhimõtete süsteemil. Rakendusökoloogiast paistavad silma järgmised teadussuunad.

Biosfääri ökoloogia, mis uurib meie planeedil toimuvaid globaalseid muutusi, mis on tingitud inimese majandustegevuse mõjust loodusnähtustele.

tööstusökoloogia, mis uurib ettevõtete heitkoguste mõju keskkonnale ja võimalust seda mõju tehnoloogiate ja puhastusseadmete täiustamise abil vähendada.

põllumajandusökoloogia, kus uuritakse võimalusi saada põllumajandussaadusi ilma mullavarusid ammendamata ja samal ajal keskkonda säästes.

Meditsiiniline ökoloogia, mis uurib keskkonnareostusega seotud haigusi.

geoökoloogia, mis uurib biosfääri ehitust ja toimimise mehhanisme, biosfääri ja geoloogiliste protsesside seoseid ja omavahelisi seoseid, elusaine rolli biosfääri energeetikas ja evolutsioonis, geoloogiliste tegurite osalust elu tekkimises ja evolutsioonis. Maal.

Matemaatiline ökoloogia modelleerib ökoloogilisi protsesse, s.o. muutused looduses, mis võivad tekkida keskkonnatingimuste muutumisel.

majandusökoloogia töötab välja majanduslikud mehhanismid ratsionaalseks loodusmajandamiseks ja keskkonnakaitseks.

õigusökoloogia töötab välja looduskaitsele suunatud seaduste süsteemi.

Inseneriökoloogia - suhteliselt uus keskkonnateaduse valdkond, mis uurib tehnoloogia ja looduse koostoimet, piirkondlike ja kohalike loodus- ja tehniliste süsteemide kujunemismustreid ning viise nende haldamiseks, et kaitsta looduskeskkonda ja tagada keskkonnaohutus. See tagab tööstusrajatiste seadmete ja tehnoloogia vastavuse keskkonnanõuetele.

sotsiaalökoloogia tekkis üsna hiljuti. Alles 1986. aastal toimus Lvovis esimene selle teaduse probleemidele pühendatud konverents. Teadus "kodust" ehk ühiskonna (inimese, ühiskonna) elupaigast uurib planeeti Maa, aga ka kosmost – kui ühiskonna elukeskkonda.

Inimese ökoloogia - osa sotsiaalsest ökoloogiast, mis käsitleb inimese kui biosotsiaalse olendi suhtlemist välismaailmaga.

- üks uusi iseseisvaid inimökoloogia harusid - elukvaliteedi ja tervise teadus.

Sünteetiline evolutsiooniline ökoloogia- uus teadusdistsipliin, mis hõlmab ökoloogia eravaldkondi - üldist, bio-, geo- ja sotsiaalset.

Ökoloogia kui teaduse lühiajaline arengutee

Ökoloogia kui teaduse arenguloos võib eristada kolme põhietappi. Esimene aste -ökoloogia kui teaduse teke ja kujunemine (kuni 1960. aastateni), kui koguti andmeid elusorganismide suhetest keskkonnaga, tehti esimesed teaduslikud üldistused. Samal perioodil hoiatasid prantsuse bioloog Lamarck ja inglise preester Malthus esimest korda inimkonda inimmõju võimalike negatiivsete tagajärgede eest loodusele.

Teine etapp -ökoloogia kui iseseisva teadmisteharu registreerimine (1960. aastatest 1950. aastani). Etapi algust tähistas vene teadlaste tööde avaldamine K.F. Valitseja, N.A. Severtseva, V.V. Dokuchaev, kes esmakordselt põhjendas mitmeid ökoloogia põhimõtteid ja kontseptsioone. Pärast C. Darwini uurimistööd orgaanilise maailma evolutsiooni vallas mõistis saksa zooloog E. Haeckel esimesena seda, mida Darwin nimetas "olelusvõitluseks", mis on iseseisev bioloogia valdkond. ja nimetas seda ökoloogiaks(1866).

Iseseisva teadusena sai ökoloogia lõplikult kuju 20. sajandi alguses. Sel perioodil lõi Ameerika teadlane C. Adams esimese kokkuvõtte ökoloogiast ja avaldati muid olulisi üldistusi. XX sajandi suurim vene teadlane. IN JA. Vernadski loob põhialuse biosfääri doktriin.

1930.–1940. aastatel esitas algul inglise botaanik A. Tensley (1935). mõiste "ökosüsteem", ja veidi hiljem V. Ja. Sukachev(1940) põhjendas talle lähedast kontseptsiooni biogeocenoosi kohta.

Kolmas etapp(1950. aastad – tänapäevani) – ökoloogia muutmine keerukaks teaduseks, sealhulgas inimkeskkonna kaitse teaduseks. Samaaegselt ökoloogia teoreetiliste aluste väljatöötamisega lahendati ka ökoloogiaga seotud rakendusküsimusi.

Meil võttis valitsus 1960.-1980. aastatel peaaegu igal aastal vastu otsuseid looduskaitse tugevdamise kohta; Avaldati maa-, vee-, metsa- ja muud koodid. Kuid nagu nende rakendamise praktika on näidanud, ei andnud nad nõutud tulemusi.

Praegu on Venemaal ökoloogiline kriis: umbes 15% territooriumist on tegelikult ökoloogilise katastroofi tsoonid; 85% elanikkonnast hingab õhku, mis on saastunud oluliselt kõrgemal kui MPC. "Keskkonnast põhjustatud" haiguste arv kasvab. Toimub loodusvarade degradatsioon ja vähenemine.

Sarnane olukord on kujunenud ka teistes maailma riikides. Küsimus, mis saab inimkonnast looduslike ökoloogiliste süsteemide lagunemise ja biosfääri biokeemiliste tsükleid alalhoidmise võime kaotamise korral, muutub üheks kõige pakilisemaks.

0

Eespool märgiti organismide aktiivset rolli nende vastasmõjus keskkonnaga. Seetõttu on vaja arvestada loomade ja taimede ökoloogilisi iseärasusi.

Abiootilisi ja biootilisi tegureid, mis mõjutavad elusorganismi mis tahes tingimustes ühtsena, iseloomustab teatud loomulik ilming erinevates elukeskkondades. Kuid iga liik, olles kvalitatiivselt määratletud eluslooduse seisund, eristub oma nõuete poolest. keskmine. Samas saab eristada liigirühmi, millel on ühel või teisel viisil ökoloogiline sarnasus.

Mikroorganismide ökoloogia. Kuigi mikroobid on oma olemuselt taimed, on nad mitmete omaduste poolest nii omapärased, et tavaliselt eristatakse neid eriliseks organismirühmaks ning neid uuriv teadus – mikrobioloogia – on ammu eraldatud iseseisvaks bioloogiliseks distsipliiniks.

Bakterid on väikseimad, palja silmaga nähtamatud taimed, mis koosnevad ühest või mitmest rakust. Bakterid ei ole akromatinobiondid, "primitiivsed tsütoodid" Haeckeli mõistes. Bakterite kui suhteliselt primitiivsete orgaaniliste olendite eripäraks on nukleiinainete pidev olemasolu rakus.

Mikroobide suurus jääb vahemikku 100-2-5 mikronit, viiruste puhul arvutatakse see millimikronites (Peterson, 1953). Bakterite kuju jaguneb kolmeks põhirühmaks: vardakujulised - batsillid, sfäärilised - kokid ("ketid" - streptokokid) ja korgitseri kujulised - spirillad ("komad" - vibrioonid).

Baktereid leidub suurel hulgal õhus, vees, pinnases, organismide pinnal ja sees. Bakterite arvu erinevates söötmetes iseloomustavad järgmised numbrid: õhk 0,01 ind. / cm 3 vesi 10-20 miljonit / cm 3 pinnas 100 tuhat - 1 miljard / cm 3

Bakterid paljunevad jagunemise teel. Soodsate temperatuuritingimuste ja toidu olemasolu korral võib jagunemine toimuda iga 0,5 tunni järel. Sellise paljunemise edenemise tulemusena annab üks koopia päevas 115 000 miljardit bakterit. Bakterid paljunevad sama kiiresti kui kõik teised elusolendid.

Bakterite toodetud ained võivad olla kahjulikud (toksiinid) või inimestele kasulikud (ensüümid). Bakterioloogia ja immunoloogia arendavad probleeme organismide kaitsmisel bakterite eest ning mitmed tööstusharud (toiduained, nahk jne) ja põllumajandus kasutavad bakterite kasulikku tegevust.

Bakterite roll looduses toimuvas aineringes on tohutu. Rohelised taimed ehk tootjad sünteesivad päikeseenergia osalusel mineraalsooladest (muld ja vesi) ja süsinikdioksiidist (õhk, vesi) keerulisi orgaanilisi aineid – valke, rasvu ja süsivesikuid. Tarbijad, st mitmesugused taimtoidulised ja lihasööjad, muudavad need esmased tooted vahe- ja lõpptoodeteks. Pärast taimede ja loomade surma läbivad nende surnukehad bakterite ehk lagundajate osalusel lagunemis- ja käärimisprotsessi.

Selle tulemusena moodustuvad taas mineraalsoolad ja gaasid, mis organismide lagunemisel naasevad anorgaanilisse loodusesse. Seega on bakterid vajalik lüli ainete üldises ringluses, võimaldades Maal tõelise taime- ja loomaelu olemasolu ja arengut. Mikroorganismide tähtsus taimede produktiivsuse tegurina on teada.

Mulla viljakus ei sõltu ainult mineraalainetest, vaid ka mikrofloorast, mis võtab aktiivselt osa kõigist olulisematest mullas toimuvatest protsessidest ning loob soodsad tingimused taimede toitumiseks. Mikroorganismid osalevad taimedele toidu valmistamisel, tingimuste loomisel selle assimilatsiooniks taimede poolt ja lõpuks on nad otseselt seotud taimede toitainetega varustamisega.

Mikroobse, peamiselt bakteriaalse massi kehade kaal 1 hektari viljaka mulla pinnakihis on umbes 5-7 tonni ja kui arvestada selle populatsiooni pidevat taastootmist ja uuenemist, siis kasvuperioodil on selle kaal. ulatub kümnetesse tonnidesse hektarilt (Samoilov, 1957).

Bakteritel on suur roll veekogude bioloogilises produktiivsuses. See on kindlaks tehtud kalapüügi seisukohalt olulise Põhja-Kaspia mere (Osnitskaja, 1954; Žukova, 1955 jt) ja teiste basseinide jaoks. Stoke jõgi Volga peegeldub bakterite levikus, arvukuses ja biomassis meres. Mere deltaosas ulatub bakterite arv 2-2,5 miljonini 1 ml vee kohta ja avamerele liikudes langeb see 100-300 tuhandeni 1 ml kohta. Bakterite biomass: Volga delta piirkonnas on 470-600 mg 1 m 3 kohta.

Bakterite arv 1 grammi pinnase kohta Põhja-Kaspia meres ulatub sadadest miljonitest mitme miljardini. Suurim bakterite biomass, mis saavutas Volga ja Uurali jõe deltades ning vahetult pärast 1951. aasta üleujutust, oli 1 cm paksuses kihis 50-52 g/m 2 põhja.Mudases orgaanilise aine rikkamas pinnases bakterite arv on suurem kui liivases pinnases.

Mikroobide tüübi ja seose küsimuses keskkonnaga mikrobioloogias on kaks vastandlikku suunda: monomorfism ja pleomorfism.

Monomorfismi ja pleomorfismi teooriad käsitlevad organismide eristumise ja varieeruvuse küsimusi ühekülgselt ja idealistlikult. Konservatiivsete ideede domineerimine mikrobioloogias takistas selle teaduse arengut. Kuid juba eelmise sajandi lõpust hakkas kogunema materjale mikroobide varieeruvuse kohta, mis võimaldas ületada nende vastandlike kontseptsioonide ühekülgsust.

L. Pasteur näitas mikroorganismide omaduste suunatud muutuse võimalust ja töötas selle põhjal välja meetodid vaktsiinide valmistamiseks. N. F. Gamaleya avastas 1888. aastal enda avastatud Mechnikovi vibrio olulise varieeruvuse. Pöörates suurt tähelepanu varieeruvuse ja spetsifikatsiooni probleemile, oli Gamaleya üks esimesi, kes tõestas ühe mikroobiliigi teisenemise võimalust teiseks. II Mechnikov selgitas välja mikroobikoosluste tähenduse, nende sümbioosi ja antagonismi. 1909. aastal kirjutas ta: "Just mikrobioloogia vallas tõestati bakterite olemuse muutmise võimalus välistingimuste muutmise kaudu ja saavutatakse stabiilsed pärimise teel edasikanduvad muutused." Sarnaseid väiteid leidub S. N. Vinogradski, L. S. Tsenkovski, D. I. Ivanovski, V. L. Omeljanski ja teiste kodumaiste mikrobioloogide töödes, kuid alles pärast I. V. Mitšurini vaadete võitu bioloogias algas mikrobioloogia tõeline ümberstruktureerimine dialektiliselt materialistlikul alusel.

Mikrobioloogide hiljutine töö võimaldas tuvastada mitmeid seaduspärasusi ja põhjuseid, mis määravad varieeruvuse ja eristumise protsessid ning teha selle probleemi kohta mõningaid üldistavaid järeldusi. Sellega seoses on väga oluline 1951. aasta lõpus Venemaa Teaduste Akadeemia korraldatud konverents suunamuutuste ja mikroorganismide valiku kohta.

A. A. Imshenetsky (1952) näitab veenvalt, et vana ja moodsa kodanliku mikrobioloogia läbikukkumine on juurdunud bioloogia põhiseaduse tähtsuse alahindamises. Morfoloogiliselt uuriti mikroobide uusi vorme, kuid ei pööratud tähelepanu nende füsioloogiale, nende nõudmistele teatud elutingimustele (viimased jäid laboris ühtseks).

Mikroobide pärilikkust ja varieeruvust iseloomustavad mitmed tunnused, mis eristavad neid kõrgematest taimedest. Kõige olulisemad on järgmised (Imshenetsky järgi):

1. Valdav enamus mikroorganismidest, sealhulgas bakterid ja praktiliselt olulised pärmitaolised ja hallitusseened, ei oma sugulist protsessi. Toimub organismide vegetatiivne paljunemine, mille omadusi on võimalik muuta vegetatiivsele hübridisatsioonile lähedasi protsesse kasutades.

2. Pärilikkus mikroorganismides ei ole vähem stabiilne kui kõrgemates taimedes ja kuna enamikul bakteritel puudub täielikult tuum ja kromosoomid, siis see fakt iseenesest on suurepärane näide pärilikkuse kromosoomiteooria läbikukkumisest.

3. Erakordne paljunemiskiirus võimaldab mitmekordset eksponeerimist

muudab noorte rakkude välistingimusi ja võimaldab lühikese aja jooksul saada suure hulga põlvkondi (valiku jaoks oluline).

4. Mikroorganismide rakkude ja väliskeskkonna vahel on erakordselt tihe kontakt. Mikroobiraku väiksuse tõttu on see väliskeskkonnale rohkem avatud kui paljurakuline organism. Mikroorganismide suur kohanemisvõime on kaasa toonud vormide tekke, mis on looduses kohanenud mitmesuguste välisteguritega.

Enamik varieeruvuse fakte on tuvastatud inimestel ja loomadel seedetrakti haigusi põhjustavate mikroobide puhul, kuna neid mikroobe on ka kõige rohkem uuritud (Muromtsev, 1952). Korduvalt on tõestatud, et näiteks tüüfuse mikroobide omadused võivad kraanivees nii põhjalikult muutuda, et need mikroobid muutuvad Escherichia colist või leelist moodustavast ainest eristamatuks, mõned tüved omandavad isegi omadused, mis viivad nad väljapoole enteraalse tüüfuse rühma. .

Katku patogeeni kultuuridest saadi mikroob, millel on kõik näriliste valetuberkuloosi patogeeni omadused. Samal ajal on katku ja pseudotuberkuloosi mikroobid iseseisvad liigid, mis erinevad morfoloogiliste, kultuuriliste ja ensümaatiliste omaduste poolest ning nendevahelises suhetes on täheldatav liikidevaheline konkurents.

Düsenteersete mikroobide liigilist varieeruvust näitas katsetingimustes vaieldamatult G. P. Kalina, kes sai paratüüfuse mikroobi.

Paljud teadlased on kirjeldanud pneumokokkide, hemolüütiliste ja roheliste streptokokkide omavahelisi üleminekuid nii tehissöötmega katsetes kui ka loomkatsetes.

Nagu märgib V. D. Timakov (1953), on enteraalse tüüfuse rühma kuuluvate mikroorganismide kultiveerimisel tingimustes, kus nende toitumisallikaks on teiste sugulasbakterite lagunemissaadused, võimalik saada kultuure, millel on peaaegu täielikult selle kultuuri omadused, millel on lagunemissaadused seda kasvatati. Autor jõuab järeldusele, et "mikroorganismide maailmas on võimalik sihipäraselt muuta ja luua uusi inimesele kasulikke baktereid ja -tüüpe." S. N. Muromtsev (1952) kirjutab: „Ebateaduslikuks tuleb tunnistada mikrobioloogide seas laialt levinud ideed, et olemasolevad mikroorganismide tüübid tekkisid alles kõige sügavamal antiikajal ega teki enam tänapäevastes tingimustes. Mikroorganismide spetsifikatsioon toimub ka tänapäevastes tingimustes.

Nagu eespool märkisime, on bakterite olemasolu tihedalt seotud taimede ja loomadega. Looduses ei leia kohti, kus oleks teisi organisme, kuid puuduvad bakterid. Igas biotsenoosis on mikroorganismid alati lahutamatu elemendina. Kuid võib olla biotoope, kus loomade ja taimede olemasolu on võimatu ning bakterid on elusolendite ainsad esindajad (näiteks Musta mere vesiniksulfiidi vööndis).

Ookeani sügavuste mikroobide elustikust annavad aimu hiljutised Vaikse ookeani Kuriili-Kamtšatka basseini uuringud (Kriss ja Biryuzova, 1955). Proovid võeti 9000 m sügavuselt Selgus, et põhiosa heterotroofsetest mikroobidest on esindatud eosteta vardad, seejärel spoorikandvad vardad ja kookid, samuti pärmseened; aktinomütseedid on haruldased. 0-250 m sügavusel leiti üle 10 000 raku 1 ml kohta; väljendunud fotosünteesi tsoonis - kuni 100 000 rakku; 300-400 m sügavusel - tuhandeid ja sadu rakke 1 ml-s ning sügavaimates kohtades - kümneid rakke. Mikroorganismide biomass: 10-80 mg 1 m 3 vee kohta 0-25 m kihis; 1-10 mg - kuni 300 m sügavusele; alla 400 m - kümnendikud ja sajandikud ning põhjalähedastes piirkondades - milligrammi tuhandikud. Ookeani pinnasest leiti kümneid, sadu ja tuhandeid, harvemini üle 10 000 raku 1 grammi muda kohta. Mikroobipopulatsiooni levik pinnases ei sõltu ookeani sügavusest ja on ilmselgelt seotud assimileeritava orgaanilise aine jaotumisega pinnases ja selle kohal olevas vees.

Mikroobide areng läks ja kulges eri suundades ning on seotud kõigi võimalike elupaikade hõivamisega nende poolt.

Taimede ökoloogia. Taimed on (koos bakteritega) üks kahest eluslooduse suurest jagunemisest. Kaasaegne botaanika jagab kogu taimemaailma kaheks tüveks: madalamaks (Sloevtsy) ja kõrgemaks (lehelised) taimed.

Madalamate taimede (bakterid, vetikad, seened, samblikud) esindajad enamikus põhitüüpides jäävad algsesse veekeskkonda, kus paljudel on säilinud ürgse organisatsiooni tunnused tänapäevani. Kui vanasti olid madalamad taimed algul ainsad, seejärel ülekaalus taimemaailma esindajad, siis nüüd on nad kõrgematega võrreldes alluval positsioonil.

Kõrgemaid taimi (samblad, sõnajalad, hobu-samblad, põldsamblad, seemnetaimed, katteseemnetaimed) on esindatud ligikaudu 300 000 liigiga. Enamik neist elab maal (kasutab õhku ja mulda), väiksem osa - vees.

Õistaimede hulgas on mitusada sekundaarset veeliiki (erinevates süstemaatilistes rühmades). Vees elav eluviis põhjustab maismaataimedega võrreldes kiiremat kasvu ja sugulise paljunemise asendamist vegetatiivsega (elodea, pardlill, telorez). Paljudes veetaimedes kaotavad juured oma tähtsuse toitainete imendumise organina, kuna see protsess toimub otse naha kaudu. Selle tulemusena on puit veetaimede veresoonte kimpudes vähearenenud. Keha kaitse liigsest veest tingitud väljauhtumise eest tekib lima tõttu, mis katab ohtralt veealuseid osi. Veetaimede mehaaniline kude ei arene, kuna vesi ise - tihe keskkond - on neile hea keha tugi. Vähesed veetaimede liigid on üheaastased, talvituvad seemnetena (shelnik, väike naiad jne). Enamik talvitub talvel jää all positiivsete temperatuuride säilimise tõttu teatud vegetatiivsete osadena - risoomid (vesiroosid, kapslid), mugulad (nooleots, kammitud tiigirohi), talvituvad pungad (pemfigus, kress) või täielikult ( pardlill, soo, mõned tiigirohud).

Taimede evolutsiooni käigus toimusid mitmesugused kohanemised eksistentsitingimustega – abiootilised ja biootilised. Näiteks evolutsiooni madalamatest taimedest kõrgematele seostati vee-eluviisilt õhulisele eluviisile üleminekuga, siis aga märgatakse kõrgemate seas hüdrosfääri tagasivallutamise protsessi.

Vetikad eristuvad üksikuteks ja koloniaalseteks vormideks (Volvox). Vetikates, nagu ka sammaldes, toimub põlvkondade kompleksne vaheldumine, mida iseloomustab elutingimuste nõuete muutumine individuaalsetes arenguetappides.

Paljud seened on võtnud looduses väga omapärase koha, olles kohanenud vastastikku kasulikuks sümbioosiks teiste organismidega. Tänu "vastastikusele abistamisele" suudavad samblikud (seened ja vetikad) elada kõige viljatumatel muldadel ja lagedatel kividel, kus ei seened ega vetikad eraldi elada. Seente ladestumine kõrgemate taimede juurtele moodustab mükoriisa, mis aitab kaasa mulla toitainete täielikumale omastamisele taime poolt. Liivastel aladel kasvaval kanarbikul ei arene ilma mükoriisata isegi embrüot.

Seemnetaimede õitsemine on seotud nende täieliku maa vallutamisega ja järkjärgulise vabanemisega veekeskkonna osalusest sugulise paljunemise protsessis. Seemnes olev embrüo on toidumaterjaliga rikkalikult varustatud ning talub kaua nii kuivust kui külma. Seetõttu võisid tõelisteks maismaaorganismideks saada ainult õistaimed, samas kui samblad ja sõnajalad jäid siiski kahepaikseteks.

Katteseemnetaimede oluliseks eeliseks seemnetaimede ees on viljade moodustumine, mis tagab täielikumalt seemnete küpsemise ja leviku (loomade osalusel). Taimsete seemnetaimede mikrospoorid on kohanenud kandma tuult. Enamik katteseemnetaimedest on välja töötanud kohandused lillede tolmeldamiseks putukate abiga (heledad pärannad, nektari ja aroomi sekretsioon, kleepuv õietolm). See tolmeldamismeetod tagab paremini ristviljastamise, mis on bioloogiliselt kasulik.

Seega on katteseemnetaimede evolutsiooni oluline tegur nende suhe loomamaailmaga tolmeldavate putukatega, lindude ja imetajatega, kes aitavad kaasa seemnete levikule. Nagu näeme, tugevneb evolutsiooni edenedes side taimede ja loomade vahel. Samal ajal ei teeni nad üksteist mitte ainult toitumisprotsessis, vaid ka taimed, pakkudes loomadele peavarju, kaasavad neid sageli oma arengutingimustesse.

Nagu B. A. Keller (1938) õigesti märgib, on taimedes suhetel keskkonnaga omapärased jooned, erilised omadused, mis on seotud nendele organismidele omase toitumisviisiga. Rohelised taimed kasutavad ära nende ümber olevat toitu äärmiselt haruldasel kujul. Näiteks õhus on see toit süsihappegaas, mida on seal ainult 0,03%, pinnases - toitvad mineraalsoolad, tavaliselt nõrgas lahuses. Lisaks püüavad lehed toitumisprotsessis energiaallikana päikesevalgust. Sellega seoses kulges taimede evolutsiooniline areng üldiselt tugeva väljapoole dissektsiooni teed, väga rikkaliku välise neelava pinna (leht ja juur) väljakujunemist. Selle tulemusena on taimed oma keskkonnaga eriti tihedalt seotud, mis määrab nende suurenenud liigisisese varieeruvuse.

Taimede roll tootjana individuaalsetes elukeskkondades on erinev. Vees moodustavad autotroofide põhimassi vetikad ja maismaal kõrgemad taimed.

Taimede külge kinnitatud eluviis määrab nende leviku vertikaalse kihilisuse. Suletust täheldatakse ainult taimedes, asustustiheduse tagajärjel (pardlill tiigis, metsas jne) soodsatel tingimustel.

Koosmõjus kliima ja pinnasega moodustab taimestik mägistel aladel ja laiuskraadistel maastikuvöönditel põhja- ja lõunapoolkeral (ekvaatorist poolusteni) iseloomulikud vertikaalsed vöödid, mille lahutamatuks elemendiks on neile omase loomamaailma esindajad.

Maapealse taimemassi aastase kasvu väärtus on E. M. Lavrenko uuringute kohaselt tundra-, stepi- ja kõrbepiirkondades vahemikus 4–56 senti/ha. Maapealse taimemassi koguvaru (biomass) saavutab suurimad väärtused metsakooslustes (900 senti/ha Põhja-taigas, 1300 senti/ha keskmises taigas, 2600 senti/ha laialehelistes metsades) . Tundras on see näitaja 6-32 c/ha, metsatundras 73 c/ha. Steppide puhul on taimemassi aastane juurdekasv (toodang) peaaegu võrdne selle koguvaru (biomassiga) maapealsete osade iga-aastase hukkumise tõttu. Kõrbestepid ja poolpõõsakooslused. kõrbed annavad koguvaru väikseima väärtuse (5-10 q/ha).

Me ei räägi taimeelus vajalikest teguritest: iga liik, olenevalt keskkonnast ja elutingimustest, „vajab oma ontogeneesi igal etapil eksisteerimiseks ja arenguks eritingimusi. Taimeökoloogiat käsitlevad käsiraamatud sisaldavad asjakohast materjali, kuigi need pole kaugeltki probleemi täielikku kajastamist.

Loomaökoloogia. Loomad, keda esindab üle 1,2 miljoni liigi, on oma organisatsiooni kõrguse poolest väga mitmekesised ja elavad kõigis elukeskkondades.

Nagu märkis J. Lamarck, on keskkonna mõju loomadele palju keerulisem kui taimedele. Kui taimed kogevad otseselt välistingimuste mõju, siis kõrgelt organiseeritud loomadel on see mõju pigem kaudne kui otsene. Erinevus ei seisne siin mitte selles, kuidas keskkond toimib, vaid selles, kuidas organism neile tegevustele reageerib.

Liikumatu taim sureb või jääb uue teguri toimele, viimasel juhul toimub muutus, organism kohaneb vastava välismõjuga. Liikuv loomaorganism on soodsamas olukorras, kuna tal ei ole dilemma ees: surra või muutuda. Tema jaoks on vastavale mõjule võimalik kolmas reaktsioon – ränne, lahkumine soodsamatesse tingimustesse. Lisaks on närvisüsteem loomadel ülimalt tähtis tingimus organismi ja keskkonnaga ühenduse loomisel. Nagu IP Pavlov näitas, on loomadel ajalooliselt välja kujunenud pidevad keha reaktsioonid välismõjudele (tingimusteta refleksid, instinktid) ja ajutised seosed (tingimuslikud reaktsioonid), millel on suur tähtsus keskkonnaga sidemete loomisel.

Loomade närvisüsteemi tüüpide mitmekesisuse ning üldiste organisatsiooni ja ainevahetuse erinevuste tõttu on loomad ökoloogiliselt väga erinevad. Erinevusi on nii elukeskkondades kui ka süsteemsetes rühmades.

Sarnaselt taimedele määras loomamaailmas keskkond evolutsiooni suuna ja kulgemise.

Vees elavate lülijalgsete välise kitiinse katte areng, mis lükkas edasi aurustumist, võimaldas mõnel nende väikeste loomade rühmadel lahkuda veekeskkonnast maismaal ja täielikult omandada maismaa eksisteerimise tingimused.

Liigirohkus (kuni 1 miljon) ja lülijalgsete lai levik kõigis elukeskkondades annavad tunnistust selle rühma jõukusest praegusel ajal. Närvisüsteemi kõrge arengu ja sellega seotud elutingimustega erilise kohanemise nähtuste tulemusena moodustas lülijalgsete tüüp ühe kogu loomamaailma kahest tipust.

Ainult kõrgemad selgroogsed koos ämblike, sajajalgsete ja putukatega suutsid õhukeskkonda täielikult hallata ja omandada sarnased kohandused liikumiseks maal (jalad, mis painduvad liigestes) ja õhus (tiivad lennuks). Ainult kõrgematel lülijalgsetel ja kõrgematel selgroogsetel kohtame erinevate kehaosade ja organite nii kaugeleulatuvat diferentseerumist ning lõpuks on mõlemal nende neuro-ajutegevus (instinktid jne) kõige arenenum.

Loomade evolutsioonis on põhimõtteliselt oluline etapp seotud protostoomide ja deuterostoomide lahknemisega, millest tekkis kaks suurt loomamaailma haru. Nende rühmade lahknemise algus on tingitud asjaolust, et üks kulges põhjaelustikuga (protostoomid - ussid, molluskid, lülijalgsed) kohanemise joonel, teisest aga tekkisid vees vabalt ujuvad vormid. (deuterostoomid – okasnahksed ja akordid).

Madalamate selgroogsete evolutsioonis mängis olulist rolli toitumisega kohanemine, millega seoses joonistus välja kaks arengujoont: lõuatu (millest tekkisid soomus- ja tsüklostoomid) ja lõualuu (progressiivne haru, mis viis päris kaladest imetajateni) .

Devoni ajal suurtel aladel valitsenud kuivad tingimused andsid sellistele mageveekaladele elueeliseid, mis näitasid võimet ilma lõpushingamiseta hakkama saada ning veekahjustuse või reservuaari ajutise kuivamise korral kasutada hingamiseks atmosfääriõhku. . Need "kopsukalad" kuulusid kahte erinevasse rühma, kopsukala ja lobefiin. Devoni lõpuks said kahepaiksed, stegotsefaalid, alguse iidsetest ristsopterüügiatest, mille õitseaeg oli süsinik, mida eristas niiske kliima.

Uus kliimamuutus õhuniiskuse vähendamiseks on andnud olulise eelise iidsete kahepaiksete modifitseeritud järglastele, kelle nahale tekkisid sarvemoodustised ja kes ei vajanud paljunemiseks vett. Nii sai roomajate areng alguse kuivast permiajast ja juuras saavutasid nad suure mitmekesisuse ja hõivasid maismaal juhtiva positsiooni.

Mesosoikumi lõpus tekkis kahel roomajatest – lindudest ja imetajatest – eraldatud tüvel üksteisest sõltumatult sarnane kohanemine – arteriaalse ja venoosse verevoolu täielik eraldamine. See anatoomiline iseärasus, mis on tingitud suurema hingamispinna kujunemisest kopsudes, tagab jõulisema hingamisvahetuse ja loob võimaluse hoida püsivat kehatemperatuuri.

Mõlema "soojavereliste" loomade rühma areng kulges peaaegu samaaegselt ja vastastikuse sekkumiseta: nad lahknesid kaheks erinevaks ökoloogiliseks niššiks ja igaüks võttis looduses oma erilise koha. Linnud liikusid ronimispuidu elustiilist (juura esimesed linnud) õhuliikumise ja sellega seotud toidu hankimise meetodite juurde. Imetajatel on evolutsioon läinud peamiselt erinevate eksisteerimis- ja liikumisvõimaluste suunas maa pinnal.

Imetajad läksid munemiselt üle elussünnile, mis tagas oluliselt suurema järglaste ellujäämise.

Seega saab loomade evolutsiooni, mis toimus seoses elutingimuste muutumisega, mõista vaid teatud kohanemiste päritolu ökoloogilise analüüsi kaudu. Kaasaegne spetsifikatsiooniprotsess, mida iseloomustab teatud spetsiifilisus üksikutes loomarühmades, on samuti õigesti mõistetav ainult materjali ökoloogilise analüüsi kaudu.

Mõelgem pikemalt selgroogsete loomade mõningatele ökoloogilistele omadustele.

Ökoloogiliselt erinevad kalad teistest selgroogsetest üsna märgatavalt. Nagu teate, moodustavad kalad selgroogsete rikkaima klassi (umbes 20 000 liiki). Kaladele on väga iseloomulik liigisisene varieeruvus, mis nõudis eriti diferentseeritud taksonoomiliste ühikute süsteemi kasutamist. Peaaegu igas veehoidlas võime leida teatud kalaliikide kohalikke vorme.

Mis on kalade suurenenud varieeruvuse põhjused?

Neid on mitu, kuid peamiseks põhjuseks on veekeskkonna erakordne dünaamilisus ja mitmete tegurite toime selles, mida maismaaselgroogsed ei koge (suured rõhu kõikumised, valguse ja hapniku režiimid, reaktsiooni mõju keskkonnast, mitmesugusest mineralisatsioonist jne). Veekeskkonnas eksisteerimise tingimuste täpsustatud mitmekesisus soodustab kalade adaptiivset kiirgust, põhjustades olemasoleva liigirikkuse ja lokaalsete vormide kujunemise protsessi, mis praegu intensiivselt jätkub.

Isolatsioonifaktor mõjutab kalu (eriti mitteveelisi) palju suuremal määral kui maismaaloomi. Selle kinnituseks piisab, kui meenutada, et maakeral on erineva režiimiga järvede arv kordades suurem kui erinevate elutingimustega saarte arv. Pole raske välja tuua kaht kõrvuti asetsevat järve, mis vee-elustiku tingimuste poolest erinevad, kuid naabersaared on maismaa elustiku olemuselt enamasti sarnased. Sellele tuleb lisada, et maismaaloomadel on mehaaniliste tõkete ületamiseks palju rohkem erinevaid vahendeid kui kaladel.

Isolatsiooniteguril on kahekordne mõju – veehoidlale ja kaladele. Eraldatud veehoidlas tekib kiiresti eriline elurežiim, mis koosneb veehoidlale iseloomulikest füüsilistest ja geograafilistest tingimustest, selle suhtest ümbritseva maastikuga ning sõltub sinna sattunud hüdrobiontide kompleksist. Maapinnal on võimatu leida kahte täiesti identset veehoidlat, isegi samas kohas, üksteise naabruses. Veekogude isoleeritus toob kaasa spetsiifilise režiimi kujunemise, mis lõppkokkuvõttes suurendab vee-elustiku tingimuste mitmekesisust.

Teisest küljest aitab kalade (populatsioonide) eraldatus kaasa kõigi nende kõrvalekallete (lokaalsete vormide) säilimisele, millel on nendes erinevates veekogudes võimalus areneda ja mis omavahel suheldes tasandataks. Eraldatus aitab säilitada liikidevahelises olelusvõitluses hävinevaid vorme erinevate veekogude vahelise avatud ühendusega. Lõpuks põhjustab pikaajaline isoleerimine pärilikkuse halvenemist ja degeneratsiooni, mis on tingitud erinevatest tingimustest välja arenenud isendite vaba ristumise puudumisest.

Kalade suurenenud varieeruvus sõltub lisaks nende märkimisväärsest "alluvusest" veekeskkonnale. Varem, võimalik, et välisveekeskkonna osalusel, tekkinud maismaaselgroogsete sisekeskkond erineb nüüd sellest järsult (õhk). Vastupidi, kalade sisekeskkond (vedelik) jääb sarnaseks ja isegi mõnel juhul lähedaseks nende väliskeskkonnale. Elu gaasiline ja vedel keskkond on oma füüsikalis-keemiliste omaduste poolest järsult erinev ning see loomulikult loob põhimõttelise erinevuse kalade ja maismaaselgroogsete vahel ega saa jätta mõjutamata nende varieeruvuse tunnuseid.

Eraldi evolutsiooniprotsessis olevatel kalarühmadel on väliskeskkonnast erinev isoleerituse aste, kuid siiski peaksid neis välis- ja sisekeskkonna sarnasuse tõttu muutused esimeses leidma suuremat vastukaja. teine, võrreldes maismaaloomadega.

Lõpuks ei saa kalade varieeruvus peegelduda vaid selles, et nad on ilmselt ainsad loomad loomade seas, keda iseloomustab kogu eluea jooksul kasv. On teada, et organismidel on kujunemis- ja kasvuperioodil märkimisväärne plastilisus. Kasvupiirini jõudnud täiskasvanud organismid on kõige püsivamad ja seetõttu vähem allutatud eksistentsitingimuste muutvale mõjule.

Kalade kasv kogu elu jooksul on kahtlemata muutlikkust suurendav tegur. Kasvavate maismaaselgroogsete puhul saab eristada suuruse ja vanuse varieeruvust, kuid pärast nende lõplike (lõplike) suuruste saavutamist jääb alles ainult vanuseline varieeruvus (lisaks seksuaalsele ja hooajalisele). Selle tulemusena saab taksonomist opereerida absoluutsete mõõtmisandmetega lindude ja imetajate puhul, kuid kalade puhul peab ta need tingimata teisendama võrreldavateks suhtelisteks indeksiteks. See asjaolu, muide, on kaudne tõend kalade vanuse ja suuruse varieeruvuse eristamise vajadusest.

Olenevalt elutingimustest kõigub kalade juurdekasv üksikutes veekogudes äärmiselt tugevalt.

Lindude ja imetajate ökoloogilisi iseärasusi uurisid esmakordselt üksikasjalikult D. N. Kashkarov ja V. V. Stanchinsky (1929). Järgnevatel aastatel kogunes sellel alal palju faktilist materjali. S. I. Ognevi raamat “Essays on the Ecology of Mammals” (1951) on suure väärtusega, kuid pole kaugeltki üldisest kokkuvõttest, kuna selles ei käsitleta mitmeid imetajate eluolu määravaid keskkonnategureid.

D. N. Kashkarov ja V. V. Stanchinsky, iseloomustades lindude ja imetajate sõltuvust keskkonnatingimustest, võtavad arvesse klimaatilisi, ökotoopseid ja biotsenootilisi tegureid.

Kliimategurid jagavad need autorid soojuseks, valguseks, rõhuks ja niiskuseks. Linnud on kõigi tegurite suhtes üsna tundlikud. Soojavereliste loomadena taluvad linnud erinevaid temperatuuritingimusi ja elavad kõikjal, kus on toitu. Eurütermilised on: varesed, tihased, tihased jne, kes jäävad meile talveks; väljendunud mandrikliimaga piirkondade elanikud, nagu liivatir, saji, mägikalkunid; kõrgele lennates tõusev - raisakotkad ja kotkad.

Stenotermiliste vormide hulka kuuluvad ühtlase merelise kliimaga troopilistest riikidest pärit linnud ja parasvöötme rändlinnud. Keha jahtumise eest kaitsmiseks kasutatakse sulgedest ja udusulgedest katet. Jahutusaparaadi rolli võtavad higinäärmete puudumisel üle hingamiselundid, mis aurustavad vett.

Seoses valgusteguriga jagunevad linnud päevasteks (enamik) ja öisteks (öökullid jne). Niiskuse osas võib linnud jagada kolme rühma: hüdrofiilid (vett armastavad - veekogude ja nende kallaste elanikud), hügrofiilid (niiskust armastavad - näiteks kahlajad) ja kserofiilid (kuiva armastavad - kõrbete elanikud) .

Mis puutub ökotoopilistesse teguritesse, siis lindudele võib eristada järgmisi iseloomulikke elupaiku: õhk (tiirud, pääsukesed, tiirud jne, toituvad ainult õhus lendavatest loomadest), vesi (linnud, kajakad jne), sood. (kahlajad, kured, kured, sookured jne), lagedad alad - niidud, stepid, kõrbed (jaanalinnud), puittaimestik (rähnid, pähklipuu).

Lindude biotsenootilised suhted on väga mitmekülgsed, tulenevalt erinevate instinktide kõrgest arengust.

Kashkarov ja Stanchineky iseloomustavad imetajate ökoloogiat sarnaselt, S.I.Ognev läheneb sellele küsimusele erinevalt. Viimase autori sõnul on Venemaa faunas 360 liiki imetajaid. Ökoloogilises mõttes on neid uuritud väga ebaühtlaselt ja täiesti ebapiisavalt, arvestades paljude liikide suurt praktilist tähtsust.

S. I. Ognev keskendub imetajate kohanemise arvestamisele erinevate elutingimustega - maa all ja lagendikul (kiire jooks), puudel (ronimine, laperdamine) ja õhus (lend), vees ja mägedes. Seejärel kirjeldab ta urgusid ja pesasid, talveund, sulamist, rännet, paljunemist, toitumist ja populatsiooni kõikumisi. Kahjuks ei hinda autor looduslikke tegureid nende olulisusest imetajate elus kui eksisteerimise ja arengu tingimustena.

N. I. Kalabuhhov (1951) peab maismaaselgroogsete elutingimusteks temperatuuri, valgust, soojus- ja ultraviolettkiirt, niiskust, sademeid, atmosfääri gaasilist koostist ja rõhku. Seega räägib käesolev autor ainult abiootilistest teguritest, puudutamata biootilisi. Kahtlemata on kogu esimese tähtsuse juures loomade olemasolu ilma toiduta siiski täiesti võimatu ja seetõttu mängivad sama suurt rolli ka biootilised tegurid.

Seega tuleb tõdeda, et loomaökoloogia üldküsimuste väljatöötamine loova darvinismi seisukohalt on äärmiselt mahajäänud, kuigi üksikute liikide kohta on nende praktilise tähtsuse tõttu (aklimatiseerumine, küttimine, hävitamine) mitmeid häid ökoloogilisi uuringuid. ). Enamik ökoloogilisi töid on pühendatud kohanemiste (morfoloogiliste, füsioloogiliste, ökoloogiliste) uurimisele, mis arenevad üksikutel liikidel konkreetsete eksisteerimistingimuste mõjul.

Nüüd aga sellest enam ei piisa. Mitšurini õpetus ei nõua, et muti käpa kohanemisväärtust maa-aluse elu tingimustega ikka ja jälle näidatakse ega kirjeldataks nahkhiire tiiba kui kohanemist lennuga. Nimelt nii kirjeldab ökoloogiat S.I.Ognev. Tuleb näidata, millised tegurid on muti, nahkhiire ja teiste loomade eksisteerimiseks ja arenguks vajalikud ning millist mõju avaldavad neile muud keskkonnatingimused. Vastavate teadmistega saab ökoloogiast tõhus teadus.

Üksikud teadlased, eriti loomakasvatajad, püüavad leida viise selles suunas uurimiseks. Süvateadusliku ökoloogilise uurimistöö näideteks on Nõukogude loomakasvatusspetsialistide poolt Michurini õpetuse saavutuste põhjal tehtud töö Kostroma tõu veiste ja muu loomiseks. Töö uue loomatõu loomisel koosneb kahest osast: 1) tootjate valik ja ristamine (üks või mitu) pärilikkuse lõdvendamiseks ja soovitud omaduste tugevdamiseks, 2) otstarbekas kasvatus- ja söötmisviis. Kui töö esimene osa on geneetiline, siis teine ​​on ökoloogiline. Teadmised parimatest temperatuurirežiimi, treeningu, toitumise jms tingimustest, milles noorloomi uute tõuomaduste arendamiseks üles kasvatada, võimaldab planeeritud ja lühikese ajaga luua kõrge tootlikkusega põllumajandusloomatõuge. .

Kuid mitte vähem oluline praktiline tähtsus ei ole loomade ökoloogiliste omaduste täpsel tundmisel, ka väärtuslike liikide aklimatiseerimise või kahjulike hävitamise, varude ratsionaalse kasutamise jahinduses ja kalanduses ning muudes tööstusharudes.

Olulised erinevused on taimede ja loomade suhetes keskkonnaga ning elutingimustega kohanemisvõime kujunemise olemuses.

Esiteks on taimede eluvormid palju vähem mitmekesised kui loomade biomorfide mitmekesisus. Taimedel on konvergents üsna tavaline. Seda seletatakse taimede üksluisema eluviisiga (paigaljuurdumine pinnases) ja nende sarnasemate eluliste vajadustega (valgus, süsihappegaas, vesi, mulla mineraalsoolad). Loomamaailmas on erinevate liikide elulised vajadused mitmekesisemad ja keerukamad, toidu hankimise ja vaenlaste eest kaitsmise meetodid on väga erinevad; liikumisviiside erinevused kajastuvad väga tugevalt nende struktuuris ja välimuses.

Teiseks, taimeorganismides on looduslikul valikul välja kujunenud väga lai morfofüsioloogiline plastilisus vastuseks välistingimuste muutumisele, st pärilik võime tekitada adaptiivse iseloomuga muutusi. On selge, et kui taimeorganismid on liikumatud, on see võime nende jaoks väga oluline: sellest plastilisusest ilma jäetud taimed surevad välistingimuste muutumisel paratamatult, kuna neil puudub võime aktiivselt peita.

Riis. 1. Madalmaadel kasvanud võilill.

Loomadel arendatakse seda laadi plastilisust võrreldamatult vähem ja kohanemisvõime elusituatsiooni muutustega saavutatakse erineval viisil - liikuvuse arendamise, närvisüsteemi ja meeleelundite tüsistuste kaudu. Väliste tingimuste muutumisel ei reageeri loom sellele mitte niivõrd organisatsiooni muutusega, kuivõrd kiire muutusega käitumises ning väga paljudel juhtudel suudab ta uute tingimustega üsna kiiresti kohaneda. Loomulik valik areneb loomamaailmas kõrgeimale tasemele selliste organismide puhul, kus koos organisatsiooni tüübi üldise suurenemisega arenes järk-järgult ka nende vaimne aktiivsus.

Seega erineb taimede ja loomade koostoime keskkonnaga, kuigi neil on palju ühist, samal ajal oluliselt.

Kasutatud kirjandus: Ökoloogia alused: Proc. lit./B. G. Johansen
Under. toimetaja: A. V. Kovalenok, -
T .: Trükikoda nr 1, -58

Laadige abstrakt alla: Teil pole juurdepääsu failide allalaadimiseks meie serverist.

Mets kui ökosüsteem

Eralda ka antropogeensed tegurid

abiootilised tegurid.

1. Valgust armastav

2. varjutaluv

3. Varju armastav

1. niiskust armastav

2. põuakindel

1. Taimed vähe nõudlik

2. Taimed väga nõudlik

3. Taimed keskmise nõudlikkusega

biootilised tegurid.

1. Fütofaagid või rohusööjad

2. Zoofaagid

3. kõigesööjad

saprofaagid

Küsimused ja ülesanded

METSA ÖKOLOOGILISED OMADUSED

Mets kui ökosüsteem

Mis on "taimekooslus"?

Nimeta märgid, mille järgi taimed metsakooslusteks liidetakse.

Vologda oblasti territooriumil asuvad metsaökosüsteemid on maismaaökosüsteemide domineeriv tüüp. Meie piirkonnas moodustavad metsad umbes 80% pindalast. Need on ehituselt, koostiselt ja elupaigatingimustelt üsna mitmekesised. Metsad sisaldavad mitmesuguseid taimede eluvorme. Nende hulgas on peamine roll puudel ja põõsastel. Metsi moodustavad taimed eksisteerivad koos ja mõjutavad üksteist. Lisaks on metsataimed vastasmõjus keskkonna ja teiste organismidega (loomad, seened, bakterid). Oma ühtsuses moodustavad nad keeruka areneva ökosüsteemi.

Looduslike tingimuste omapärane kombinatsioon võimaldas moodustada puitunud taimede vorme. Temperatuur ja niiskus on puude kasvu kõige olulisemad tegurid. Seega piirab madal temperatuur puude arengut tundras ja ebapiisav õhuniiskus steppides. Meie loodusalal ulatub puude kõrgus 35-40 meetrini.

Metsaökosüsteemi tunnuseks on taimede selge jaotus tasanditel. See on tingitud asjaolust, et taimed erinevad kõrguse ja juurestiku jaotuse poolest mullahorisontides. Taimede liigiline koosseis ja astmete arv sõltuvad keskkonna füüsilistest tingimustest.

Metsakoosluses eristatakse astmeid eluvormide järgi: puu, põõsas, rohttaim-põõsas ja sammal-samblik. Erinevat tüüpi metsades väljendatakse neid tasemeid erinevalt. Metsades leidub ka rühm astmeväliseid organisme – epifüüte.

Vologda oblasti metsades on puukihi koosseisus 22 liiki puid. Kuid mõnel neist võib olla kaks eluvormi: puud ja põõsad (linnukirss, paju, pihlakas).

Sõltuvalt metsatüübist on põõsastiku areng erinev - üksikutest isenditest kuni tihedate võsastikuni. Kuna põõsad on alati puudest madalamad, nimetatakse nende tihnikuid "alusmetsaks". Meie metsades kasvab 32 liiki põõsaid. Mõned neist - paju, vaarikad, astelpaju, sõstrad, metsroosid - moodustavad tihnikuid.

Rohttaimed ja põõsad moodustavad metsas oma erilise tasandi. Selle kihi domineerivad liigid määravad metsakoosluse nimetuse (pohlamännik, mustikamännik jne). Rohttaimede liigiline koosseis metsas on mitmekesine. Igale metsakooslusele vastab teatud rohtsete taimeliikide kompleks. Okasmetsades on umbes 10-15 liiki, väikeselehistes metsades kuni 30-50 liiki. Nende hulgas on ülekaalus õitsvad liigid, kõrgemate eostega liike (hobusabad, sambad, sõnajalad) leidub väiksemal arvul.

Kõige madalama metsaastme moodustavad samblad ja samblikud. Sammaldest arenevad olenevalt niiskusest rohelised, pikksammal- või sfagnumsamblad. Kuivades männimetsades domineerivad samblikud: erinevat tüüpi kladooniad, islandi tsetraaria jt. Selle astme domineerivad liigid määravad metsakoosluse nime: samblikmännimets (“valge sammal”), roheline sammalkuusemets, pikk sammalkuusemets (domineerivalt kägulina), sfagnum kuusemets.

Ekstratasandi rühma (epifüüdid) moodustavad puudel ja surnud puidul kasvavad vetikad, samblad ja samblikud. Epifüütsed samblad on mitmekesisemad lehtpuudel, samblikud aga vanadel kuuskedel ja männidel.

Taimede astmeline jaotus loob loomadele mitmesuguseid elutingimusi. Igal loomaliigil on teatud kõrgusel tema jaoks kõige soodsamad tingimused. Kuid erinevalt taimedest on loomad liikuvad. Nad võivad söötmiseks ja aretamiseks kasutada erinevaid astmeid. Nii ehitavad põld-rästad puudele pesa, suve esimesel poolel toituvad maapinnal selgrootutest ja suve teisel poolel söövad puudel marju.

Astmelise paigutuse tõttu eksisteerib metsakoosluses koos suurem hulk liike, mis võimaldab elupaika laiemalt kasutada. See pakub mitmesuguseid metsaorganisme.

Seda soodustab ka erinev elutingimuste kombinatsioon metsas. Ühelt poolt sõltub organismide eluiga taigavööndi kliimast, metsakoosluse asukoha territooriumi reljeefist ja pinnastest. Teisest küljest luuakse igas astmes metsa võra all oma mikrokliima. Teatud taimede kogumi kasv sõltub temperatuuri ja niiskuse kõikumisest. See omakorda moodustab loomadele elupaigad, kus nad saavad toituda, paljuneda ja vaenlaste eest varjuda.

Organismide eksisteerimise tingimused on keskkonnategurite kombinatsioon.

Looduslikud keskkonnategurid jagunevad tavaliselt kahte rühma, abiootilised ja biootilised.

Abiootilised keskkonnategurid- elutu looduse tegurid. Metsades on organismide jaoks kõige olulisemad temperatuur, valgus, niiskus, mulla koostis ja reljeefi omadused.

Eralda ka antropogeensed tegurid - kõikvõimalikud inimmõjud loodusele.

abiootilised tegurid. Need mõjutavad eelkõige organismide elutegevust ning neil on taimede ja loomade jaoks erinev tähendus. Näiteks valgus on vajalik fotosünteesiks taimedes ja enamik loomi aitab ruumis navigeerida. Iga liik seab keskkonnale teatud nõuded, mis vastavalt üksikutele keskkonnateguritele erinevatel liikidel kokku ei lange. Näiteks harilik mänd on fotofiilne, talub hästi kuiva ja kehva pinnast. Euroopa kuusk on varjutaluv ja vajab rikkalikumaid muldasid jne.

Valguse suhtes eristatakse kolme peamist taimerühma: fotofiilsed, varjutaluvad ja varju armastavad.

1. Valgust armastav liigid kasvavad kõige paremini täisvalguses. Metsa valguslembeste liikide hulka kuuluvad: harilik mänd, kask, paljud põõsad (karulauk) ja männimetsade rohttaimed. Kõige rohkem selliseid liike leidub männimetsades.

2. varjutaluv liigid võivad kasvada täisvalguses, kuid arenevad kõige paremini mõne varjuga. See on üsna suur rühm metsa rohttaimi, mis elavad erinevat tüüpi metsades ja asuvad erinevatel tasanditel, näiteks maikelluke, kopsurohi, pihlakas, linnukirss.

3. Varju armastav liigid ei kasva kunagi täisvalguses. Sellesse rühma kuuluvad mõned metsakõrrelised ja samblad: harilikud oksad, sõnajalad, talirohud ja teised tumedatele kuusemetsadele omased liigid.

Temperatuuritegur ja piisav õhuniiskus määravad puittaimestiku ülekaalu teiste meie loodusvööndi taimekoosluste ees. Aasta jooksul need tegurid muutuvad, mis toob kaasa täpselt määratletud aastaaegade ning muutused taimestiku ja loomastiku seisundis. Metsakoosluse välimus ja elanike aktiivsus oleneb aastaajast. Hooajalisus vastab sellistele nähtustele nagu taimestik, õitsemine, vilja kandmine, lehtede langemine, lindude lendumine, loomade paljunemine ja talveunne.

Niiskuse osas kuuluvad metsataimed kolme peamisse ökoloogilise rühma:

1. niiskust armastav vesisel pinnasel ja kõrge õhuniiskuse tingimustes kasvavad liigid (mõned tarnad, sõnajalad jt). See rühm on laialt levinud sellistes kogukondades nagu mustsääred ja pajud.

2. põuakindel taimed on kuivade kohtade asukad, taluvad märkimisväärset ja pikaajalist õhu ja pinnase kuivust. Siia kuuluvad männimetsades kasvavad rohttaimed (karulauk, roomav tüümian, lamba aruhein).

3. Vahegrupp on taimed mõõdukalt niisketes kasvukohtades(paljud lehtpuuliigid ja rohttaimed). See taimerühm on ülekaalus piirkonna kliima ja topograafia iseärasuste tõttu.

Vastavalt mulla mineraaltoitainete sisalduse nõuetele eristatakse kolme ökoloogilist liigirühma:

1. Taimed vähe nõudlik mulla toitainete sisaldusele. Nad võivad kasvada väga kehval liivasel pinnasel (harilik mänd, kanarbik, kassikäpp jt). Paljudel neist on juurtel mükoriisa. See aitab taimedel mullast vett ja toitaineid omastada.

2. Taimed väga nõudlik toitainete sisaldusele. Need on lepametsades kasvavad rohtsed liigid: kõrvenõges, harilik podagra, harilik nänn jne.

3. Taimed keskmise nõudlikkusega toitainete sisaldusele. Need on valdav osa metsaliikidest: kahelehine mantel, harilik hapuoblikas jt. Nad domineerivad metsakooslustes.

biootilised tegurid. Sama oluline tingimus organismide olemasolul metsades on nendevaheline suhe. See võib olla koostöösuhe, millest saavad kasu mõlemad liigid. Näiteks linnud toituvad taimede viljadest ja levitavad nende seemneid. On teada seente ja taimede vastastikku kasulikud suhted. Muudel juhtudel võib üks liik kasutada teist ilma kahju tekitamata. Nii saavad tihased talvel süüa rähnide arvelt, kes jätavad osa söödast söömata. Omavahel konkureerivad liigid, millel on sarnased elupaiganõuded. Koos kasvades asendab kuusk järk-järgult valgust armastavat haaba, luues kasvades varju ja takistades selle uuenemist. Loomade seas tekib liikidevaheline konkurents territooriumi ja toidu pärast. Näiteks Vologda oblastis elavad 5 rästaliiki toituvad suve esimesel poolel väikestest selgrootutest metsa madalamates astmetes. Siis, kui marjad valmivad, jäävad nad peamiselt metsa ülemistele kihtidele. Nendevahelist konkurentsi nõrgendab selgrootute mitmekesisus ja marjade rohkus.

Toit on väga oluline keskkonnategur, kuna see on energia organismide eksisteerimiseks. Loomade toitumine metsas on erinev. Üldiselt kasutatakse toiduks kõike, mis metsas on, ning loomi leidub puude latvadest sügavamate juurteni välja.

Toitumise järgi saab eristada erinevaid loomade ökoloogilisi rühmi.

1. Fütofaagid või rohusööjad loomad on erinevate taimeosade (lehed, puit, lilled, viljad) tarbijad. Taimtoiduliste loomade mitmekesisus on seotud taimse toidu rohkusega. Peamised vegetatiivse massi tarbijad meie metsades on põder, valgejänesed ja mitmesugused putukad (lehemardikad, kooreüraskid, barbarad ja paljud teised). Taimede generatiivseid osi (lilled, viljad, seemned) söövad linnud (ristnokk, stepptants, kuldnokk, nukk, härjavits), imetajad (oravad) ja putukad. Paljud putukad, kes toituvad taimede nektarist ja õietolmust, tolmeldavad neid samal ajal. Seetõttu on neil taimede paljunemisel äärmiselt oluline roll. Taimede levikus osalevad marju söövad linnud, kuna taimeseemned ei seedu ja satuvad väljaheidetega uutesse kohtadesse.

2. Zoofaagid- Teiste loomade tarbijad. Paljud metsas söövad selgrootuid. Ämblikud söövad putukaid. Röövtoiduliste putukate saak on nende kolleegid. Nende hulka kuuluvad mardikad (jahvatatud mardikad, pehmed mardikad, lehmad), herilased, rohutirtsud ja paljud teised. Kärnkonnad, sisalikud ja kärnkonnad toituvad putukatest, molluskitest ja ussidest. Tihased söövad putukaid, kullid ja pistrikud aga röövivad teisi linde. Öökullid, nirk, nirk söövad väikseid imetajaid. Hundid jälitavad suuri loomi ja ilvesed jahivad varitsusest.

3. kõigesööjad- loomad, kes tarbivad erinevaid toite: taimed, seened, loomad, sealhulgas raiped. Need on meie metsades elavad metssiga, karu, mäger, ronk, hallvares ja teised. Neid loomi iseloomustavad väga mitmekesised toidu hankimise viisid ja toitumiskohad.

4. Loomade rühm, kes kasutab surnud taimestikku ( saprofaagid). Langenud lehtede, surnud puidu töötlemisel on neil organismidel oluline roll metsade olemasolus ja arengus. Nende hulgas on ülekaalus putukad. Nii arenevad vastsed erinevatel sarvikmardikatel ja toituvad surnud puutüvedes. Mullaloomadest kuuluvad sellesse rühma ussid.

Parasvöötme metsades on toidu rohkus ja kättesaadavus erinevatel aastaaegadel väga erinev, mistõttu paljud loomad söövad nii taimset kui loomset toitu. Näiteks teder, metsis, suur-kirjurähn ja isegi närilised, keda peetakse rohusööjateks.

Keskkonnategurid mõjutavad organisme ühiselt, määrates taimede ja loomade leviku ja elutegevuse. Näiteks abiootiliste ja biootiliste tegurite kompleksne toime viis lindude istuvate, ränd- ja rändliikide tekkeni.

Küsimused ja ülesanded

Miks on metsades taimed astmete kaupa jaotatud?

Tooge näiteid erineva tasemega taimede kohta. Millised omadused on neile iseloomulikud?

Miks on temperatuur, niiskus ja valgus kõige olulisemate abiootiliste tegurite hulgas?

Mõelge, milliseid ökoloogilisi loomarühmi saab valguse suhtes eristada?

H Tooge näiteid erinevatest ökoloogilistest rühmadest pärit taimedest, mis kasvavad teie piirkonna metsades.

Agrotsenoos kui ökosüsteemi eritüüp

Märkus 1

Inimese osalusel loodud ökosüsteemide hulgas on agrotsenoosidel eriline koht. Koos linnakogukondade ja tööstustsoonide kogukondadega loob agrotsenoosid spetsiaalselt inimene oma vajaduste rahuldamiseks. Agrotsenoosid on mõeldud inimese toiduga varustamiseks.

Sarnaselt looduslikele ökosüsteemidele on ka agrotsenoosidel organismide taksonoomiline ja ökoloogiline koostis ning neid saab iseloomustada teatud seoste kaudu organismide ja abiootiliste keskkonnatingimuste ning organismidevaheliste troofiliste suhete struktuuri järgi. Agrotsenoosides ei erine toiduahelad põhimõtteliselt looduslikele ökosüsteemidele omastest: leidub ka tootjaid, erinevat järku tarbijaid ja lagundajaid.

Agrotsenoosid hõivavad umbes kümnendiku kogu maapinnast ja varustavad inimkonda enam kui 90% toiduenergiast. Nende eeliseks looduslike ökosüsteemide ees on mitu korda kõrgem tootlikkus. Selline tootlikkus on aga võimalik vaid regulaarse, teaduslikult põhjendatud inimese sekkumisega looduslikesse protsessidesse.

Definitsioon 1

Agrotsenoosid on ökosüsteemid, mis tekivad sihipäraselt kasutatavatel põllumaadel, nende ökosüsteemide aluseks on põllukultuurid või kultuurtaimede istutamine. Agrotsenooside hulka kuuluvad:

• väljad,
• aiad,
• aiad,
• kunstlikud karjamaad,
• lillepeenrad,
• jne.

Agrotsenooside ökoloogiline eripära

Agrotsenooside eripära määrab nende kunstlik päritolu ja põllumajanduslik otstarve - nende kujundajaks on isik, kes moodustab agrotsenoosi ja tagab nende kõrge tootlikkuse, et koguda ja kasutada maksimaalset saaki. Agrotsenooside loomisel kasutab inimene mitmeid põllumajandustehnikaid, et:

• mullaharimine,
• melioratsioon,
• kunstlik niisutamine,
• erisortide taimede külvamine ja istutamine, nende pealtväetamine,
• umbrohu, kahjurite ja kultuurtaimede haiguste tõrje.

Kõige olulisem erinevus agrotsenooside ja looduslike ökosüsteemide vahel on nende stabiilsuse puudumine. Seda on lihtne seletada, kuna agrotsenooside struktuur on lähedane ökosüsteemide taastamise järgnevuse algfaasidele, millel samuti puudub stabiilsus, vastupidi, selliste suktsessioonide loomulik olek on ökosüsteemide dünaamika. Sel põhjusel asendatakse teravilja- ja köögiviljakultuuride kooslused juba järgmisel aastal teistega, ilma inimese osaluseta, kes viib agrotsenoosi pidevalt tagasi suktsessiooni algstaadiumisse, mitmeaastaste kõrreliste kultuurid - 3-4 aasta pärast, viljapuuaiad - pärast seda. 20-30 aastat.

Inimtegevus on agrotsenooside puhul oluline energiategur. Lisaks päikeseenergiale saavad nad lisaenergiat, mida inimene kulutab põllumajandusmasinate, väetiste, taimekaitsevahendite, maaparanduse jms tootmiseks. Seevastu koos saagiga kantakse igal aastal ära märkimisväärne hulk energiat. Seetõttu on agrotsenoosides ainete ringlus alati avatud.

Antropogeenne tegur aitab enamikul juhtudel kaasa bioloogilise mitmekesisuse vähenemisele. Agrotsenoosid pole erand. Võrreldes looduslike kooslustega on siin elusorganismide bioloogiline mitmekesisus järsult vähenenud. Kasvatamise objektiks on tavaliselt üks või mitu taimeliiki (monokultuurid), mis aitab kaasa loomade, seente ja bakterite taksonoomilise koostise ammendumisele. Teisest küljest aitab see kaasa osade tarbijate massilisele paljunemisele, mis muudab need organismid inimese seisukohast "kahjurite" kategooriasse.

Märkus 2

Oluline erinevus agrotsenooside ja looduslike koosluste vahel on looduslike ja tehislike selektsiooniprotsesside koosmõju, mis loob täiesti erinevad suunad ja surved kui looduses. See on täiendav tegur bioloogilise mitmekesisuse vähendamisel.

Ökoloogiline omadus

Ökoloogiline tunnus on organismi suhtumine keskkonnategurite kompleksi ehk keskkonnatingimustesse. Ökoloogilisi tegureid endid võib määratleda kui loodus- või keskkonnakeskkonna dünaamilisi elemente, mis mõjutavad elusorganismide tegevust, nende elutegevust. Teisisõnu, ilma ühegi keskkonnategurita on organismi normaalne elutegevus kuni surmani (kaasa arvatud) võimatu; nii et keskkonnategurid on taimede, loomade ja inimeste elutingimused.
Taimede keskkonnategurite kogum sisaldab järgmisi rühmi: kosmilised (Päikesest oli juttu raamatu alguses), abiootilised ja biootilised tegurid. Abiootiliste tegurite hulka kuuluvad klimaatilised (valgus, soojus, niiskus, õhk), pinnas, orograafilised (määratakse reljeefiga). Biootilised tegurid on seotud elusorganismide mõjuga üksteisele: inimtegevuse mõju taimedele (niitudel niitmine, metsaraie, põllukultuuride töötlemine ravimitega jne), loomadele taimedele (karjamaadel, tolmeldavate putukate mõju). , taimekahjurid jne). Arvatakse, et kõik keskkonnategurid on organismide, sealhulgas taimede jaoks samaväärsed. See on põhimõtteliselt nii, sest iga tegur määrab eluvõimaluse. Kui võtta arvesse aeg, mille jooksul organism suudab ellu jääda ilma ühegi faktorita, siis ilmneb teatud erinevus tegurite olulisuses. Nii et ilma valguseta võib taim olla vaid mitu tundi päevas (öösel), kuid ilma kuumuseta (külmutuna) - vaid mõni minut või isegi sekund (tugeva temperatuuri langusega); mõned taimed taluvad veepuudust päevi (ja kõrbetes peaaegu kogu kasvuperioodi), teised aga vaid mõne tunni. Hinnangud tegurite olulisusele erinevad ka loomamaailmas.

Näiteks ilma õhuta võivad nad elada vaid minuteid või isegi sekundeid ilma piisava kuumuseta - tunde ja mõnikord vaid sekundeid (kuid mõned talveunes olevad loomad veedavad mitu kuud, olles kohanenud spetsiaalse termilise režiimiga), ilma vee ja toiduta - mitu päevadel. Üldiselt on keskkonnategurite kompleks organismide jaoks eluliselt tähtis, eriti kosmilised, kõik kliima- ja mullategurid on taimede jaoks ülimalt olulised.
Tuleb märkida keskkonnategurite asendamatust. Näiteks ei saa täiendav veevaru kompenseerida ühe või teise toitaineelemendi puudujääki mullas või soojuse puudumist vms. Samas on taimede kasvutingimuste mõningane paranemine siiski märgatav, kui mõne elemendi defitsiidiga. tegurid või üks tegur, teised antakse taimele piisavalt täis, ilma puudujäägita. Ja ometi ei ole võimalik saavutada ühe keskkonnateguri täielikku asendamist teisega.
Keskkonnategurite vajalike tasemete mitmekesisus, nende kombinatsioon, puudujääk ja ülejääk kajastuvad ühes peamises, kõiki selliseid näitajaid üldistavas ökoloogiaseaduses, mille sõnastas Ameerika ökoloog W. Shelford 1911.–1915. aasta töödes. Seda seadust nimetatakse Shelfordi seaduseks või sallivuse seaduseks. Selle olemus on järgmine: mis tahes organismi õitsengu puudumise või võimatuse määrab mis tahes teguri kvalitatiivses ja kvantitatiivses mõttes (näitajate) puudumine või liig, mille tase võib olla taluvuspiiride lähedal, see tähendab, et selle organismi talutavate piirideni (lat. Shegapye - "kannatlikkus").
Organismide kohanemisvõimet teatud tingimustega, milles nende elutsükkel on võimalik, väljendab iga keskkonnateguri miinimum- ja maksimumnäitajate erinevus. Sellist eluks vastuvõetavate tegurite tasandite vahelist vahemikku ehk tsooni nimetatakse taluvuspiirideks ehk tingimuste piirideks, milles organism läbib kogu arengutsükli ja suudab ellu jääda. Iga organismiliigi (taimed, loomad, inimesed) puhul on levila individuaalsed ja erinevad teiste organismide levilatest (kuigi mõne liigi puhul võivad sellised tsoonid olla sarnased, mõnel juhul peaaegu identsed).
Pange tähele, et individuaalsete ökoloogiliste omadustega pole mitte ainult erinevate liikide esindajad, vaid ka sama liigi sees olevad organismide vormid, näiteks konkreetse taimeliigi erinevad sordid (nendel erinevustel põhinevad ka sordikasvatustehnikad). Seda saab illustreerida ka erineva tervise- ja vormisolekuga inimeste näitel: mõned taluvad faktorite defitsiiti ja ülekoormust, mida tavainimestel on väga raske taluda. Igaüks võib kergesti ette kujutada, mis vahe on nõrga, haige inimese ja treenitud, paadunud sportlase või astronaudi, testija taluvuspiiride vahel. Pärast maavärinaid leiti paljude päevade pärast rusude alt ellujäänutena nõrku naisi ja mõnikord ka vanu mehi. Kuid need on inimeste individuaalsed omadused ja asjaolude eripära.
Ja veel selgitusi põhiseadusele: kõik tegurid, mis lähenevad taseme poolest taluvuse piiridele (pole oluline - ökoloogilise maksimumi või miinimumini), piiravad organismi normaalse arengu tingimusi ja seda nimetatakse piiravaks. faktor. Selle teguri kvantitatiivset näitajat, mille juures organism normaalselt areneb ja "õitseb", nimetatakse optimaalseks tasemeks (ladina keelest oritt - "parim").
On väga oluline, et iga keskkonnateguri jaoks oleks olemas rida näitajaid vastavalt optimumile ja mida laiem see konkreetse organismi (taime või looma) jaoks on, seda paremini on organism kohandatud muutuvate tingimustega. Niisiis, optimaalne -r ei ole näitajate skaala kindel punkt, vaid tsoon, optimaalsed tingimused, milles loodus annab kehale võimaluse normaalselt areneda. Erinevate optimaalsete tingimuste puudumisel surevad elusorganismid tingimuste vähimagi kõrvalekalde korral optimaalsest tasemest.
Iga teguri optimaalsed tasemed sama organismi jaoks võivad erineda ("optimaalne eelarvamus"). See tähendab muutust organismi vajadustes tingimuste suhtes nii erinevatel arenguperioodidel (erinevates kasvufaasides) kui ka sõltuvalt konkurentsisuhetest teiste organismidega, aga eelkõige muude keskkonnategurite tasandil: tegurite soodsa kombinatsiooniga (kui iga neist on optimaalse taseme lähedal, ei puudu) neid kõiki kasutab organism kõige tõhusamalt ja säästlikumalt. See on väga oluline eelkõige taimekasvatuse praktikas: agronoomilisi meetodeid rakendades on võimalik saavutada taimede poolt kõige ratsionaalsem keskkonnatingimuste kasutamine põllukultuurides, mis toob alati kaasa saagikuse kasvu. See on agronoomia ökoloogiline olemus: taimele tuleb kogu selle taime arenguperioodi jooksul tagada kõigi keskkonnategurite optimaalne tase. On selge, et parima tulemuse saavutamiseks on tingimata vaja teada kultuurtaimede ökoloogilisi omadusi ja nende muutusi kogu taime elutsükli jooksul.
Samuti rõhutan, et teguri kvaliteeti (selle kvalitatiivset omadust) ei määra mitte ainult selle teguri sisemine olemus ja omadused (valguse, õhu, vee, pinnase koostis), vaid ka selle pakkumise ühtsus: taimed. ei vaja defitsiiti kogu aktiivse vegetatsiooniperioodi jooksul. Seoses sellega on ilmastikutingimuste kõikumised (külma ilma taastumise perioodid, sademeteta perioodid jne) ja taimede ebaühtlane toitainetega varustatus (kui ei järgita teaduslikke soovitusi väetiste õige kasutamise kohta) märkimisväärset negatiivset mõju. mõju taimedele.
Tolerantsiseadusest visuaalse ettekujutuse saamiseks on mugav kaaluda diagrammi, mis näitab selle seaduse mõju erinevatele organismidele.
Skeem näitab sektorite kujul taimede peamisi keskkonnategureid. Siin on vaja lühikest selgitust. Tänu mineraalsete ühendite esinemisele mullas on taimed toidetud. Seetõttu on iga taime jaoks vajalik element (lämmastik, fosfor, kaalium, kaltsium, väävel ja mitmed teised) samamoodi keskkonnategur nagu iga mulla füüsikaline omadus (niiskus, õhusisaldus, puistetihedus). jne), kuna kõik need tegurid mõjutavad taimede elutingimusi mullas. Seega on kõik mulla keemilised ja füüsikalised omadused mulla ökoloogilised tegurid.
Erinevus taimede ja loomade (II) ning inimese (III) vahel on ilmne: need organismid ei saa toitu nagu taimed mullast ja õhust, vaid kasutavad toiduna taimi ja loomi (orgaanilisi aineid).
Siin on paslik anda veel kaks ökoloogilist terminit: ökoloogiline nišš ja toiduahelad. Ökoloogilise niši all mõistetakse keskkonnategurite kompleksi konkreetse organismi miinimum- ja maksimumnäitajate vahel. Ehk üldisemalt öeldes on see tunnuste kogum, mis näitab liigi positsiooni ökosüsteemis. Iga liik areneb, paljuneb ja elab oma individuaalses ökoloogilises nišis.