§ 5. Пути воздействия организмов на среду обитания*

Определения и обозначения

Средообразующая деятельность организмов — изменение организмами условий среды, в которой они живут. Иначе говоря, живые существа не только используют свет, воду, воздух и почву, но и меняют их свойства. Это понятие помогает рассматривать организм не только как зависимый от среды объект, но и как участника её преобразования. Например, крона дерева изменяет количество света, достигающего почвы.

Средообразователь — организм, который заметно изменяет условия обитания других организмов. Его деятельность может менять доступность воды, света, пищи или убежищ для многих видов. Понятие нужно, чтобы выделять в экосистеме виды, влияние которых распространяется за пределы их собственных потребностей. Примерами могут быть крупные растения, бобры и некоторые микроорганизмы.

Прямое воздействие на среду — изменение, возникающее непосредственно в результате жизнедеятельности организма. Между действием и изменением нет обязательного промежуточного звена: корень удерживает почву, а построенная бобром плотина задерживает воду. Это определение позволяет установить ближайшую причину перемены. Для проверки спроси себя, изменилось бы условие среды непосредственно от действия этого организма.

Косвенное воздействие на среду — изменение условий, вызванное через другие организмы или процессы в экосистеме. Например, изменившийся уровень воды может повлиять на растения, а это затем скажется на животных, использующих их как пищу или укрытие. Такое понятие помогает проследить цепочки последствий, а не останавливаться на первом изменении. Поэтому один и тот же организм может прямо влиять на один фактор и косвенно — на другие.

Как это устроено

Организмы воздействуют на среду не отдельно от своей жизни: они постоянно получают вещества и энергию, преобразуют их и выделяют продукты обмена. Поэтому меняется состав воздуха, воды и почвы, а иногда и их физические свойства. Например, дыхание использует кислород и выделяет углекислый газ, а выделения организмов пополняют почву веществами. Сила и характер изменений зависят от вида, численности организмов и условий среды.

Растения изменяют несколько условий одновременно, потому что их листья, стебли и корни выполняют разные функции. Кроны задерживают часть света, а значит, у поверхности почвы освещённость снижается; при этом тень обычно ограничивает нагрев. Вода испаряется с поверхности листьев, влияя на влажность воздуха, а корни поглощают воду и удерживают частицы почвы. Фотосинтез и дыхание меняют газовый состав, поэтому воздействие растений нельзя сводить только к выделению кислорода.

Животные преобразуют среду физически, когда роют норы, прокладывают ходы, перемещают грунт или строят сооружения. Перемешивание почвы меняет её структуру и доступ воздуха, а норы создают укрытия и новые места обитания. Плотина задерживает течение, потому что физически преграждает воде путь; вслед за этим меняются уровень воды и условия на участке. Так деятельность животного может изменить среду для множества других видов, даже если это не было её целью.

Микроорганизмы и другие разрушители разлагают отмершие части растений, останки животных и другие органические остатки. В процессе разложения сложные вещества превращаются в более простые, которые возвращаются в почву, воду и круговорот веществ. Если таких организмов достаточно, растительные остатки не только накапливаются, но и постепенно перерабатываются. Доступность питательных веществ влияет на плодородие почвы и, следовательно, на условия роста растений.

Воздействие бывает прямым, если изменение возникает непосредственно из-за действия организма, и косвенным, если его вызывает цепочка процессов или взаимодействий. Например, плотина прямо изменяет движение воды, а последующее изменение растительности может косвенно повлиять на животных. В экосистеме один вид редко действует изолированно: виды влияют друг на друга, а условия среды складываются под действием многих факторов. Поэтому наблюдаемое изменение может быть результатом совместной деятельности разных организмов.

Как организмы изменяют среду обитания

Таблица связывает действие организмов с изменяемым условием и возможным последствием для других видов. Последствие приведено как возможный вариант: в конкретной экосистеме оно зависит от исходных условий. Чтобы разобрать пример, проследи путь от действия к изменению среды, а затем к тому, кто может испытать его влияние.

Разбор задач

Задача 1. Объясните, как лес изменяет условия среды у поверхности почвы. Нужно связать затенение и испарение воды растениями с изменениями освещённости, влажности и температуры, а не перечислить действия деревьев без объяснения. Сначала установим, какие части растений участвуют в воздействии. Затем проследим, как их действие отражается на условиях у земли.

1. Кроны деревьев задерживают часть солнечного света, поэтому до поверхности почвы доходит меньше света.
2. Из-за затенения поверхность получает меньше энергии и обычно нагревается слабее, чем открытый участок.
3. Листья испаряют воду, вследствие чего меняется влажность воздуха под пологом; кроны также могут уменьшать влияние ветра.
4. Объединим результаты: лес меняет освещённость, влажность и температурный режим у поверхности почвы.

Ответ. Лесной полог затеняет почву и ограничивает её нагрев, а испарение воды растениями влияет на влажность воздуха. Поэтому под деревьями условия отличаются от открытого пространства. Конкретная степень изменений зависит от густоты леса и погоды.

Задача 2. Бобры построили плотину на небольшом ручье. Назовите прямое изменение среды и одно возможное последствие для других видов. Важно не спутать само действие животного с последствием для экосистемы. Разделим причинную цепочку на ближайшее изменение и то, что может произойти дальше.

1. Бобры сооружают преграду поперёк потока воды.
2. Это прямое изменение: плотина задерживает воду, поэтому могут измениться её уровень и скорость течения.
3. Изменившийся водный режим меняет условия на участке; например, могут появиться затопленные места, пригодные для одних видов и неподходящие для других.

Ответ. Прямое изменение — задерживание воды плотиной и изменение движения или уровня воды. Возможное последствие — изменение мест обитания водных и прибрежных организмов. Это последствие зависит от особенностей ручья и конкретных видов.

Задача 3. На участке уменьшилось количество организмов, разлагающих опавшие листья. Предположите, как это повлияет на почву и растения, и объясните ход рассуждений. Здесь нужно проследить связь между разложением, круговоротом веществ и питанием растений. Не следует сразу заключать, что растения непременно погибнут: речь идёт о возможном изменении условий.

1. При меньшем количестве разрушителей опавшие листья могут разлагаться медленнее и дольше накапливаться на поверхности.
2. Вещества из органических остатков будут медленнее возвращаться в почву и круговорот.
3. Если доступных растениям питательных веществ станет меньше, условия их роста могут ухудшиться.
4. Учитываем, что результат зависит и от других разрушителей, запасов веществ в почве и условий участка.

Ответ. Разложение может замедлиться, а возврат веществ в почву — уменьшиться. При недостатке доступного питания плодородие и условия роста растений могут ухудшиться. Итог зависит от того, насколько сокращение разрушителей повлияло на круговорот веществ.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать, что среду изменяют только растения. Так думают, потому что влияние леса легко заметить, а работа животных и микроорганизмов часто менее очевидна. Но животные перемещают грунт и строят сооружения, а разрушители изменяют состав органических остатков. Проверь себя: назови физический пример воздействия животного и химический или связанный с круговоротом пример воздействия микроорганизмов.

Ошибка 2. Называть любое изменение прямым воздействием. Ошибка возникает, когда не замечают промежуточные звенья между действием вида и последствием. Если изменение произошло через другой организм или процесс, воздействие косвенное. Проверь цепочку: если она содержит такое звено, не называй отдалённое последствие прямым результатом.

Ошибка 3. Сводить влияние растений только к выделению кислорода. Этот факт часто запоминается отдельно, поэтому другие изменения остаются без внимания. Растения также меняют освещённость, влажность, температуру и состояние почвы. Для самопроверки перечисли хотя бы два воздействия, не связанных с газовым составом воздуха.

Ошибка 4. Полагать, что организм влияет только на собственные условия жизни. Так можно решить, если рассматривать каждый вид отдельно от экосистемы. На деле изменение воды, почвы или растительного покрова может отразиться на организмах, которые его не вызвали. Проверь себя: после описания действия назови хотя бы один другой вид или группу, для которых изменятся условия.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о среде обитания и экологических факторах: они помогают определить, какое именно условие изменяет организм. Обмен веществ объясняет, почему жизнедеятельность меняет состав воздуха, воды и почвы, а понятие круговорота веществ — роль разрушителей. Тема связывает свойства отдельных видов с устройством экосистем и взаимозависимостью организмов. Эти знания пригодятся при изучении экосистем, сукцессий и последствий деятельности человека для природы.

Что запомнить

• Организмы не только зависят от среды, но и изменяют её.
• Средообразующая деятельность бывает физической, химической и связанной с изменением условий обитания.
• Растения влияют на освещённость, влажность, температуру и состав воздуха.
• Животные могут перестраивать среду сооружениями и перемещением грунта.
• Разрушители участвуют в разложении остатков и круговороте веществ.
• Воздействие на среду может быть прямым или косвенным.