§ 49. Абиотические факторы среды

Определения и обозначения

Среда обитания — совокупность условий, в которых живёт организм. В неё входят температура, свет, вода, почва и другие воздействия. Это понятие помогает рассматривать организм не отдельно, а в связи с окружающим миром.

Экологический фактор — любое условие или элемент среды, влияющий на организм. Фактор может ускорять или замедлять рост, менять активность и влиять на выживание. Такое определение нужно, чтобы выделять конкретные причины изменений в жизни организмов.

Абиотические факторы среды — факторы неживой природы, воздействующие на организмы. К ним относятся температура, свет, вода, влажность, свойства почвы и химический состав среды. Факторы живой природы называют биотическими, а связанные с деятельностью человека выделяют как антропогенные.

Пределы выносливости — диапазон значений фактора, в котором организм способен существовать. За нижней или верхней границей жизненные процессы нарушаются и организм может погибнуть. Понятие помогает объяснить, почему один вид встречается только в определённых местах.

Как это устроено

Абиотические факторы действуют на организм со стороны неживой природы. Они могут влиять по отдельности, но в природе обычно сочетаются: температура связана с влажностью, свет — с нагреванием, а состав почвы — с доступностью воды. Поэтому состояние организма определяется не одним показателем, а всей совокупностью условий.

Температура влияет на скорость химических реакций и обмен веществ. При слишком низкой температуре процессы замедляются, а при слишком высокой нарушается работа белков и клеток. У каждого вида есть свой диапазон переносимых температур, потому что его строение и обмен веществ приспособлены к определённым условиям.

Свет является источником энергии для фотосинтеза, поэтому особенно важен для растений и водорослей. Его интенсивность и продолжительность влияют на рост, цветение и другие этапы развития. У животных освещённость может менять суточную активность, ориентацию и время поиска пищи.

Вода необходима для химических реакций, переноса веществ и поддержания работы клеток. Влажность определяет, насколько легко организм теряет воду, поэтому наземные виды имеют разные способы её сохранять или получать. Например, плотные покровы, восковой налёт, глубокие корни или запасание воды уменьшают опасность обезвоживания.

Значение фактора определяется не только его силой, но и длительностью воздействия. Кратковременное отклонение организм может перенести, а длительное такое же воздействие способно привести к истощению или гибели. Несколько неблагоприятных факторов усиливают друг друга и могут ограничить распространение вида даже тогда, когда каждый из них отдельно переносим.

Основные абиотические факторы и их влияние на организмы

Сначала по таблице определите, какой фактор изменился, затем проследите его влияние на жизненный процесс. Последний столбец показывает, каким образом организм уменьшает вред или использует подходящие условия. Один вид может иметь сразу несколько таких приспособлений.

Разбор задач

Задача 1

Условие: определите, к какой группе факторов относятся температура воздуха, хищничество и деятельность человека. Нужно учитывать источник возникновения каждого воздействия. Факторы следует распределить по трём группам.

1. Температура воздуха относится к неживой природе и не создаётся организмами.
2. Хищничество возникает во взаимодействии живых организмов, поэтому это биотический фактор.
3. Деятельность человека связана с воздействием людей на природу, поэтому её относят к антропогенным факторам.

Ответ: температура воздуха — абиотический фактор, хищничество — биотический, деятельность человека — антропогенный. Проверить решение можно по источнику фактора. Если источник неживой, это абиотическое воздействие.

Задача 2

Условие: растение растёт при слабом освещении. Нужно назвать изменившийся фактор и предположить последствия для фотосинтеза. Рассуждать следует от условия к процессу, а затем к состоянию растения.

1. Изменился абиотический фактор — интенсивность света.
2. Слабый свет даёт меньше энергии для фотосинтеза, поэтому образование органических веществ уменьшается.
3. При длительном недостатке света рост растения замедлится, а побеги могут стать вытянутыми и слабыми.

Ответ: уменьшилась освещённость, и интенсивность фотосинтеза, скорее всего, снизится. Растение будет получать меньше органических веществ и энергии для роста. Итог зависит от длительности недостатка света и особенностей вида.

Задача 3

Условие: вид встречается при температуре от 5 до 30 °C, а вне этого диапазона его жизнедеятельность прекращается. Требуется определить пределы выносливости и объяснить границы распространения вида.

1. Нижний предел выносливости равен 5 °C, потому что при меньшей температуре организм существовать не может.
2. Верхний предел равен 30 °C, так как более высокая температура также прекращает жизнедеятельность.
3. Места холоднее 5 °C и жарче 30 °C не подходят виду, поэтому он там не заселяет территорию.

Ответ: пределы выносливости вида — от 5 до 30 °C. Вне этих границ нарушаются жизненные процессы. Следовательно, температура ограничивает распространение вида.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Иногда абиотическими считают все факторы среды, но воздействия организмов относятся к биотическим, а деятельность человека выделяют отдельно. Такая ошибка возникает из-за смешения понятия «среда» с её источниками. Проверьте себя вопросом: фактор создан неживой природой, живым организмом или человеком?

Ошибка 2. Свет могут ошибочно считать биотическим, если он влияет на отношения между видами. Сам солнечный свет — неживой фактор, даже если из-за него меняются рост растений и поведение животных. Определяйте группу по источнику воздействия, а не по его последствиям.

Ошибка 3. Нельзя считать, что один фактор одинаково действует на все виды. Разные организмы имеют разные пределы выносливости и приспособления. Сравнивая виды, уточняйте их особенности и условия естественного обитания.

Ошибка 4. Приспособления не позволяют жить при любых значениях фактора. Они лишь помогают дольше сохранять жизнедеятельность в подходящем диапазоне. Проверьте вывод: даже хорошо приспособленный организм имеет нижний и верхний пределы выносливости.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны различия между живой и неживой природой. Также следует помнить, что организм постоянно связан с условиями среды обитания. Это позволяет правильно определять источник каждого фактора.

Абиотические факторы помогают объяснить приспособленность организмов и их распространение. Различия температуры, влажности и освещённости влияют на распределение видов по природным зонам. Поэтому тема связана с изучением природных комплексов.

Знания о факторах понадобятся при изучении экосистем и экологических ниш. Они помогают понять, почему виды занимают разные места и как человек изменяет условия природы. На этой основе оценивают последствия загрязнения и других воздействий.

Что запомнить

• Абиотические факторы связаны с неживой природой.
• Температура, свет и доступность воды влияют на жизнедеятельность организмов.
• Действие одного фактора зависит от его значения и продолжительности воздействия.
• У каждого вида есть пределы выносливости к условиям среды.
• Сочетание факторов влияет на возможность существования вида в определённом месте.
• Приспособления помогают переносить условия среды, но не устраняют пределы выносливости.