§ 75. Среда обитания организмов и её факторы

Определения и обозначения

Среда обитания — совокупность условий, в которых живёт организм, и объектов, с которыми он взаимодействует. Поэтому среду нельзя свести к точке на карте: для рыбы в реке важны температура и состав воды, пища, соседи и враги. Это понятие помогает описывать всё окружение организма, влияющее на его жизнь.

Экологический фактор — любое свойство среды или воздействие, влияющее на организм. Например, для растения таким фактором может быть продолжительность освещения, а для животного — наличие пищи. Понятие нужно, чтобы выделять отдельные условия и разбирать их воздействие на организм.

Абиотический фактор — воздействие неживой природы: температуры, света, воды, почвы и других физических условий. Эти воздействия не исходят от живых существ, хотя их последствия сказываются на организмах. Выделение абиотических факторов позволяет оценить, какие природные условия нужны виду для существования.

Биотический фактор — влияние живых организмов друг на друга, а антропогенный фактор — воздействие деятельности человека. Конкуренция, хищничество и паразитизм относятся к биотическим взаимодействиям, а загрязнение водоёма — к антропогенным воздействиям. Такое различение помогает установить источник влияния и понять, можно ли изменить его с помощью охраны природы.

Как это устроено

Среду обитания рассматривают как систему взаимосвязанных условий, потому что организм одновременно сталкивается с несколькими воздействиями. Например, рост растения зависит не только от света, но и от воды, температуры, почвы и соседних растений. Изменение одного условия может повлиять на другие: засуха усиливает действие жары, а густая листва уменьшает освещение нижних растений. Поэтому для объяснения состояния организма важно оценивать окружение в целом.

Основные среды обитания — водная, наземно-воздушная, почвенная и среда других организмов, которую также называют организменной. Они различаются доступностью кислорода и света, изменчивостью температуры, плотностью и количеством воды. Например, в воде условия часто меняются с глубиной, а в почве организму приходится жить в тесном пространстве между частицами. Организмы приспособлены к особенностям той среды, где проходят основные этапы их жизни.

Экологические факторы делят по происхождению: абиотические связаны с неживой природой, биотические — с другими живыми существами, антропогенные — с деятельностью человека. Такая классификация отвечает на вопрос, откуда исходит воздействие, а не насколько оно сильное или полезное. Один организм может испытывать все три группы одновременно: на рыбу влияют температура воды, паразиты и промышленные сбросы. Разделение факторов помогает разбирать причины изменений и выбирать подходящие меры защиты.

Один и тот же фактор бывает благоприятным, неблагоприятным или смертельным, потому что его действие зависит от интенсивности и длительности, а также от особенностей организма. Умеренное тепло может ускорять рост, тогда как чрезмерная жара вызывает перегрев и гибель. Кратковременное отклонение организм иногда переносит, но продолжительное воздействие истощает его возможности. Поэтому нельзя оценить фактор отдельно от конкретного вида и условий воздействия.

Для каждого фактора существует диапазон выносливости — значения, при которых организм способен жить и развиваться. Внутри него есть зона оптимума, где жизнедеятельность идёт наиболее успешно; ближе к границам действие становится неблагоприятным, а за пределами существование невозможно. Если один необходимый фактор выходит за переносимые пределы, он ограничивает организм даже при благоприятных остальных условиях. Такой фактор называют ограничивающим: именно его значение может определять выживание, рост численности или распространение вида.

Основные группы экологических факторов

Чтобы заполнить такую таблицу для нового примера, сначала определите источник воздействия, а затем выберите группу. После этого укажите конкретное проявление фактора и возможное последствие для организма. Помните, что одна ситуация может включать несколько групп факторов одновременно.

Разбор задач

Задача 1. Распределите факторы: температура воздуха, конкуренция растений за свет, загрязнение воды промышленными стоками, деятельность хищника. Нужно определить происхождение каждого воздействия и не смешивать вид фактора с его последствиями.

1. Температура воздуха относится к неживой природе, поэтому это абиотический фактор.
2. Конкуренция возникает между живыми растениями, значит, она биотическая. Деятельность хищника тоже относится к биотическим воздействиям: источник — живой организм.
3. Промышленные стоки связаны с деятельностью человека, поэтому загрязнение воды — антропогенный фактор, даже если оно меняет химические свойства воды.

Ответ: температура воздуха — абиотический фактор; конкуренция растений и деятельность хищника — биотические; загрязнение промышленными стоками — антропогенный. При классификации важно назвать источник воздействия, а не только то, какое условие изменилось.

Задача 2. При 20–25 °C рост растения максимален, при 5 °C и 35 °C замедлен, а при 0 °C и 40 °C растение погибает. Требуется связать значения температуры с оптимумом и границами выносливости. Сравнивайте каждое значение с описанным результатом воздействия.

1. Максимальный рост наблюдается при 20–25 °C, поэтому этот интервал является зоной оптимума.
2. При 5 °C и 35 °C растение ещё живёт, но рост замедляется. Это неблагоприятные значения за пределами оптимума, то есть зоны угнетения.
3. При 0 °C и 40 °C наступает гибель. Эти значения обозначают критические пределы, за которыми растение не выдерживает воздействие; диапазон выносливости в задаче расположен между ними.

Ответ: зона оптимума — 20–25 °C; при 5 °C и 35 °C наблюдается угнетение; критические пределы выносливости — 0 °C и 40 °C. Для растения подходящими являются значения между этими пределами, но наиболее благоприятен только участок оптимума.

Задача 3. В пруду снизилось содержание кислорода, повысилась температура воды и увеличилось количество органических отходов. Нужно определить, какие группы факторов действуют на рыб и почему численность может измениться. Важно оценивать воздействия совместно: последствия одного могут усиливать последствия другого.

1. Содержание кислорода и температура воды — абиотические условия, непосредственно влияющие на дыхание и жизнедеятельность рыб.
2. Рост количества отходов обычно связан с деятельностью человека, поэтому поступление загрязнений — антропогенный фактор. Разложение органики также может ухудшать условия, в частности снижать доступность кислорода.
3. Недостаток кислорода способен стать ограничивающим фактором, а потепление воды может дополнительно усилить неблагоприятное воздействие. При продолжительном ухудшении условий рыбы хуже выживают и размножаются.

Ответ: на рыб действуют абиотические факторы — температура и содержание кислорода — и антропогенное загрязнение органическими отходами. Численность может снизиться из-за недостатка кислорода и совокупного ухудшения условий; ограничивающим фактором окажется условие, сильнее всего мешающее выживанию рыб.

Типичные ошибки

Ошибка 1 — считать средой обитания только место, где находится организм. Так думают, потому что место легко представить, а совокупность условий заметить сложнее. Но одинаковый участок может быть пригодным для одного вида и непригодным для другого. Проверьте себя: назвали ли вы кроме места условия жизни и взаимодействия организма с другими объектами?

Ошибка 2 — путать абиотические и биотические факторы. Например, влияние хищника иногда относят к неживой природе, потому что рассматривают только итог — сокращение численности жертвы. Однако источник воздействия здесь живой организм. Чтобы проверить классификацию, спросите себя, исходит ли фактор от неживой природы или от другого организма.

Ошибка 3 — считать фактор всегда полезным или всегда вредным. Такое упрощение возникает, если учитывать только название фактора и забывать о его интенсивности. Свет или тепло могут быть необходимыми, но в избытке вредить. Проверьте вывод: указали ли вы силу и длительность воздействия и учли ли диапазон выносливости конкретного организма?

Ошибка 4 — не отличать антропогенное воздействие от природного, если человек изменил температуру или состав воды. Можно ошибочно назвать изменение абиотическим только потому, что оно касается неживого условия. Разделяйте исходный фактор и причину его изменения: сбросы, нагрев воды или вырубка связаны с деятельностью человека. Для самопроверки выясните, возникло бы это воздействие в описанной ситуации без участия людей.

Связь с другими темами

Для разбора темы нужны знания об уровнях организации живой природы, признаках живых организмов и компонентах экосистемы. Понятия о факторах среды помогают объяснять связи между организмами в популяциях и экосистемах, а также движение вещества и энергии в цепях питания. Позже они пригодятся при изучении биосферы: условия среды влияют на распространение видов и их адаптации. Эти знания также позволяют оценивать последствия хозяйственной деятельности и обосновывать меры охраны природы.

Что запомнить

• Среда обитания — совокупность условий существования организма.
• Выделяют водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную среды обитания.
• Экологические факторы бывают абиотическими, биотическими и антропогенными.
• Действие фактора зависит от его интенсивности и особенностей организма.
• Наиболее благоприятные значения фактора образуют зону оптимума.
• Фактор, сильнее всего ограничивающий жизнедеятельность, называют ограничивающим.
• Организмы не только испытывают влияние среды, но и сами изменяют её.