Faktor lingkungan- seperangkat kondisi tertentu lingkungan dan unsur-unsurnya yang dapat berdampak pada organisme yang berinteraksi dengan lingkungan tersebut. Setiap organisme, pada gilirannya, bereaksi secara tepat terhadap pengaruh-pengaruh ini dan mengembangkan langkah-langkah adaptif. Faktor lingkunganlah yang menentukan kemungkinan keberadaan dan fungsi normal organisme. Namun, paling sering makhluk hidup terkena bukan hanya satu, tapi beberapa faktor secara bersamaan. Hal ini tentunya berdampak khusus pada kemampuan beradaptasi.
Klasifikasi
Berdasarkan asal usulnya, faktor lingkungan berikut dibedakan:
1. Biotik.
2. Abiotik.
3. Antropogenik.
Kelompok pertama terdiri dari hubungan berbagai organisme hidup satu sama lain, dan juga termasuk mereka dampak keseluruhan pada lingkungan. Selain itu, interaksi makhluk hidup dapat menyebabkan perubahan faktor abiotik, misalnya perubahan komposisi penutup tanah, serta kondisi iklim mikro lingkungan. Di antara faktor biotik, ada dua kelompok yang dibedakan: zoo- dan fitogenik. Yang pertama bertanggung jawab atas dampaknya berbagai jenis hewan satu sama lain dan di dunia di sekitar kita, yang kedua, pada gilirannya, untuk pengaruh organisme tumbuhan terhadap lingkungan dan interaksinya satu sama lain. Perlu dicatat bahwa dampak hewan atau tumbuhan dalam satu spesies tertentu juga mempengaruhi karakter penting dan dipelajari bersama dengan hubungan antarspesies.
Kelompok kedua meliputi faktor lingkungan yang menggambarkan interaksi alam mati dan makhluk hidup, yang dilakukan melalui cara langsung atau pengaruh tidak langsung. Ada faktor kimia, iklim, hidrografi, pirogenik, orografik, dan edafik. Mereka mencerminkan pengaruh keempat elemen: air, tanah, api dan udara. Kelompok faktor ketiga menunjukkan tingkat dampak proses kehidupan manusia terhadap lingkungan, serta hewan dan tumbuhan. Kategori ini mencakup langsung dan dampak tidak langsung, yang terdiri dari segala bentuk aktivitas kehidupan masyarakat manusia. Misalnya saja pengembangan tutupan tanah, penciptaan spesies baru dan pemusnahan spesies yang sudah ada, penyesuaian jumlah individu, pencemaran lingkungan dan masih banyak lagi.
Biosistem
Suatu biosistem terbentuk dari sekumpulan kondisi dan faktor, serta spesies yang ada pada suatu wilayah tertentu. Ini dengan jelas menggambarkan semua hubungan antara organisme dan elemen alam mati. Struktur suatu biosistem dapat memiliki tampilan yang kompleks dan membingungkan, sehingga dalam beberapa kasus lebih mudah menggunakan bentuk khusus, yang disebut “Piramida Ekologis”. Model grafis serupa dikembangkan oleh orang Inggris C. Elton pada tahun 1927. Ada tiga jenis piramida, yang masing-masing mencerminkan ukuran populasi (piramida jumlah) atau jumlah total biomassa yang dikeluarkan (piramida biomassa), atau cadangan energi yang terkandung dalam organisme (piramida energi).
Paling sering, konstruksi struktur seperti itu memiliki bentuk piramidal, dari situlah namanya berasal. Namun, dalam beberapa kasus, Anda mungkin menemukan apa yang disebut piramida terbalik. Artinya jumlah konsumen melebihi jumlah produsen.
Faktor lingkungan adalah segala faktor eksternal yang mempunyai pengaruh langsung atau tidak langsung terhadap jumlah (kelimpahan) dan sebaran geografis organisme.
Faktor lingkungan sangat beragam baik di alam maupun pengaruhnya terhadap organisme hidup. Secara konvensional, semua faktor lingkungan biasanya dibagi menjadi tiga kelompok besar - abiotik, biotik, dan antropogenik.
Faktor abiotik- Ini adalah faktor alam mati.
Iklim (sinar matahari, suhu, kelembaban udara) dan lokal (relief, sifat tanah, salinitas, arus, angin, radiasi, dll). Bisa langsung atau tidak langsung.
Faktor antropogenik- ini adalah bentuk-bentuk aktivitas manusia yang, dengan mempengaruhi lingkungan, mengubah kondisi kehidupan organisme hidup atau secara langsung mempengaruhi spesies tumbuhan dan hewan tertentu. Salah satu yang paling penting faktor antropogenik adalah polusi.
Kondisi lingkungan.
Kondisi lingkungan, atau kondisi ekologi, adalah faktor lingkungan abiotik yang bervariasi dalam ruang dan waktu, yang mana organisme bereaksi berbeda-beda bergantung pada kekuatannya. Kondisi lingkungan memberikan batasan tertentu pada organisme.
Faktor terpenting yang menentukan kondisi kehidupan organisme di hampir semua lingkungan hidup meliputi suhu, kelembapan, dan cahaya.
Suhu.
Setiap organisme hanya dapat hidup dalam kisaran suhu tertentu: individu suatu spesies mati pada suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah. Batas toleransi suhu berbeda-beda pada setiap organisme. Ada spesies yang dapat mentolerir fluktuasi suhu dalam rentang yang luas. Misalnya, lumut kerak dan banyak bakteri mampu hidup pada suhu yang sangat berbeda. Di antara hewan, hewan berdarah panas memiliki toleransi suhu paling besar. Harimau, misalnya, dapat mentolerir dinginnya Siberia dan panasnya daerah tropis di India atau Kepulauan Melayu dengan baik. Namun ada juga spesies yang hanya dapat hidup dalam batas suhu yang kurang lebih sempit. Di lingkungan darat-udara dan bahkan di banyak wilayah lingkungan perairan, suhu tidak tetap dan dapat sangat bervariasi tergantung musim dalam setahun atau waktu. Di daerah tropis, variasi suhu tahunan mungkin lebih tidak terlihat dibandingkan variasi suhu harian. Sebaliknya, di daerah beriklim sedang, suhu sangat bervariasi antar musim. Hewan dan tumbuhan terpaksa beradaptasi dengan musim dingin yang tidak menguntungkan, di mana kehidupan aktif menjadi sulit atau tidak mungkin. Di daerah tropis, adaptasi seperti ini kurang terasa. Selama periode dingin dengan kondisi suhu yang tidak mendukung, tampaknya ada jeda dalam kehidupan banyak organisme: hibernasi pada mamalia, rontoknya daun pada tumbuhan, dll. Beberapa hewan melakukan migrasi panjang ke tempat-tempat dengan iklim yang lebih sesuai.
Kelembaban.
Air merupakan bagian integral dari sebagian besar makhluk hidup: air diperlukan untuk fungsi normalnya. Organisme yang berkembang secara normal terus-menerus kehilangan air sehingga tidak dapat hidup di udara yang benar-benar kering. Cepat atau lambat, kerugian tersebut dapat mengakibatkan kematian organisme.
Indikator paling sederhana dan paling nyaman yang mencirikan kelembapan suatu wilayah tertentu adalah jumlah curah hujan yang turun di sana selama satu tahun atau periode waktu lain.
Tumbuhan mengambil air dari tanah dengan menggunakan akarnya. Lumut kerak dapat menangkap uap air dari udara. Tumbuhan memiliki sejumlah adaptasi yang memastikan kehilangan air minimal. Semua hewan darat membutuhkan pasokan berkala untuk mengkompensasi hilangnya air akibat penguapan atau ekskresi. Banyak hewan meminum air; yang lain, seperti amfibi, beberapa serangga dan tungau, menyerapnya dalam bentuk cair atau uap melalui penutup tubuh mereka. Kebanyakan hewan gurun tidak pernah minum. Mereka memenuhi kebutuhan mereka dari air yang disuplai dengan makanan. Terakhir, ada hewan yang memperoleh air dengan cara yang lebih kompleks - melalui proses oksidasi lemak, misalnya unta. Hewan, seperti tumbuhan, memiliki banyak adaptasi untuk menghemat air.
Lampu.
Ada tumbuhan yang menyukai cahaya, yang hanya mampu tumbuh di bawah sinar matahari, dan tumbuhan tahan naungan, yang mampu tumbuh dengan baik di bawah kanopi hutan. Hal ini sangat penting secara praktis untuk regenerasi alami tegakan hutan: tunas-tunas muda dari banyak spesies pohon dapat tumbuh di bawah naungan pohon-pohon besar. Pada banyak hewan, kondisi pencahayaan normal menunjukkan reaksi positif atau negatif terhadap cahaya. Serangga nokturnal berbondong-bondong mencari cahaya, dan kecoa bertebaran mencari perlindungan jika saja lampu dinyalakan di ruangan gelap. Fotoperiodisme (siklus siang dan malam) sangat penting secara ekologis bagi banyak hewan yang hidup secara eksklusif tampilan siang hari hidup (kebanyakan orang yang lewat) atau hanya aktif di malam hari (banyak hewan pengerat kecil, kelelawar). Krustasea kecil, mengambang di kolom air, tinggal di permukaan air pada malam hari, dan pada siang hari mereka turun ke kedalaman, menghindari cahaya yang terlalu terang.
Cahaya hampir tidak berpengaruh langsung pada hewan. Ini hanya berfungsi sebagai sinyal untuk restrukturisasi proses yang terjadi di dalam tubuh.
Cahaya, kelembapan, dan suhu sama sekali tidak menghilangkan serangkaian kondisi lingkungan yang menentukan kehidupan dan penyebaran organisme. Faktor seperti angin juga penting. tekanan atmosfer, ketinggian di atas permukaan laut. Angin memiliki efek tidak langsung: dengan meningkatkan penguapan, meningkatkan kekeringan. Angin kencang mempromosikan pendinginan. Tindakan ini penting dilakukan di tempat dingin, pegunungan tinggi, atau daerah kutub.
Faktor antropogenik. Faktor antropogenik sangat beragam komposisinya. Manusia mempengaruhi alam yang hidup dengan membangun jalan, membangun kota, melakukan pertanian, memblokir sungai, dll. Aktivitas manusia modern semakin dimanifestasikan dalam pencemaran lingkungan dengan produk sampingan, seringkali beracun. Di kawasan industri, konsentrasi polutan terkadang mencapai nilai ambang batas, yaitu mematikan bagi banyak organisme. Namun, apa pun yang terjadi, hampir selalu ada setidaknya beberapa individu dari beberapa spesies yang dapat bertahan hidup dalam kondisi seperti itu. Alasannya adalah individu yang resisten jarang ditemukan di populasi alami. Ketika tingkat polusi meningkat, individu yang resisten mungkin menjadi satu-satunya yang selamat. Selain itu, mereka dapat menjadi pendiri populasi stabil yang mewarisi kekebalan terhadap polusi jenis ini. Oleh karena itu, polusi memberi kita kesempatan untuk mengamati evolusi dalam tindakan. Namun, tidak semua penduduk mempunyai kemampuan untuk melawan polusi. Jadi, dampak polutan apa pun ada dua.
Hukum Optimal.
Banyak faktor yang ditoleransi oleh tubuh hanya dalam batas tertentu. Organisme akan mati jika, misalnya, suhu lingkungan terlalu rendah atau terlalu tinggi. Di lingkungan yang suhunya mendekati ekstrem ini, jarang ada penghuni yang hidup. Namun, jumlah mereka meningkat ketika suhu mendekati nilai rata-rata, yang merupakan yang terbaik (optimal) untuk spesies tertentu. Dan pola ini dapat ditransfer ke faktor lain.
Kisaran parameter faktor yang membuat tubuh merasa nyaman adalah optimal. Organisme dengan batas resistensi yang luas tentunya mempunyai peluang untuk menyebar lebih luas. Namun, batas daya tahan yang luas untuk satu faktor tidak berarti batas yang luas untuk semua faktor. Tanaman ini mungkin toleran terhadap fluktuasi suhu yang besar, namun memiliki kisaran toleransi air yang sempit. Hewan seperti ikan trout bisa sangat sensitif terhadap suhu tetapi memakan berbagai macam makanan.
Terkadang dalam hidup seseorang, toleransi (selektivitas)nya bisa berubah. Tubuh, yang berada dalam kondisi yang keras, setelah beberapa waktu menjadi terbiasa dan beradaptasi dengannya. Akibat dari hal ini adalah perubahan optimum fisiologis, dan prosesnya disebut adaptasi atau aklimatisasi.
Hukum minimum dirumuskan oleh pendiri ilmu pupuk mineral, Justus Liebig (1803-1873).
Yu.Liebig menemukan bahwa hasil tanaman dapat dibatasi oleh salah satu unsur nutrisi dasar, jika pasokan unsur ini terbatas. Diketahui bahwa berbagai faktor lingkungan dapat berinteraksi, yaitu kekurangan suatu zat dapat menyebabkan kekurangan zat lain. Oleh karena itu, secara umum hukum minimum dapat dirumuskan sebagai berikut: suatu unsur atau faktor lingkungan yang berada pada batas minimum (limites) kegiatan vital organisme sampai sebesar-besarnya.
Meskipun hubungan antara organisme dan lingkungannya rumit, tidak semua faktor memiliki signifikansi ekologis yang sama. Misalnya, oksigen merupakan faktor kebutuhan fisiologis bagi semua hewan, namun dari sudut pandang ekologi, oksigen hanya menjadi pembatas di habitat tertentu. Jika ikan mati di sungai, konsentrasi oksigen di dalam air harus diukur terlebih dahulu, karena sangat bervariasi, cadangan oksigen mudah habis dan seringkali oksigen tidak mencukupi. Jika kematian burung terjadi di alam, maka perlu dicari penyebab lain, karena kandungan oksigen di udara relatif konstan dan mencukupi dari sudut pandang kebutuhan organisme darat.
Pertanyaan tes mandiri:
Buat daftar lingkungan hidup utama.
Bagaimana kondisi lingkungannya?
Jelaskan kondisi kehidupan organisme di habitat tanah, perairan, dan udara darat.
Berikan contoh bagaimana organisme beradaptasi untuk hidup di habitat yang berbeda?
Apa saja adaptasi organisme yang memanfaatkan organisme lain sebagai habitatnya?
Apa pengaruh suhu terhadap berbagai jenis organisme?
Bagaimana hewan dan tumbuhan mendapatkan air yang mereka butuhkan?
Apa pengaruh cahaya terhadap organisme?
Bagaimana dampak polutan terhadap organisme?
Jelaskan apa yang dimaksud dengan faktor lingkungan dan bagaimana pengaruhnya terhadap organisme hidup?
Faktor apa yang disebut pembatas?
Apa yang dimaksud dengan aklimatisasi dan apa pentingnya dalam penyebaran organisme?
Bagaimana hukum optimal dan minimum terwujud?
Setiap sifat atau komponen lingkungan luar yang mempengaruhi organisme disebut faktor lingkungan. Cahaya, panas, konsentrasi garam dalam air atau tanah, angin, hujan es, musuh dan patogen - semua ini adalah faktor lingkungan, yang daftarnya bisa sangat panjang.
Diantaranya ada abiotik berhubungan dengan alam mati, dan biotik berkaitan dengan pengaruh organisme satu sama lain.
Faktor lingkungan sangat beragam, dan setiap spesies, yang mengalami pengaruhnya sendiri, meresponsnya secara berbeda. Namun, ada beberapa hukum umum, yang mengatur respons organisme terhadap faktor lingkungan apa pun.
Yang utama adalah hukum optimal. Ini mencerminkan bagaimana organisme hidup mentolerir berbagai kekuatan faktor lingkungan. Kekuatan masing-masing terus berubah. Kita hidup di dunia dengan kondisi variabel, dan hanya di tempat-tempat tertentu di planet ini nilai beberapa faktor kurang lebih konstan (di kedalaman gua, di dasar lautan).
Hukum optimal dinyatakan dalam kenyataan bahwa setiap faktor lingkungan mempunyai batas-batas pengaruh positif tertentu terhadap organisme hidup.
Jika menyimpang dari batas tersebut, tanda akibat berubah menjadi sebaliknya. Misalnya, hewan dan tumbuhan tidak tahan terhadap panas ekstrem dan embun beku parah; Suhu sedang optimal. Demikian pula, kekeringan dan hujan lebat yang terus-menerus juga tidak menguntungkan tanaman. Hukum optimum menunjukkan sejauh mana setiap faktor bagi kelangsungan hidup organisme. Pada grafik, hal ini dinyatakan dengan kurva simetris yang menunjukkan bagaimana aktivitas vital suatu spesies berubah dengan meningkatnya pengaruh faktor secara bertahap (Gbr. 13).
Gambar 13. Skema pengaruh faktor lingkungan terhadap organisme hidup. 1,2 - titik kritis
(untuk memperbesar gambar, klik pada gambar)
Di tengah di bawah kurva - zona optimal. Pada nilai optimal faktor, organisme secara aktif tumbuh, mencari makan, dan bereproduksi. Semakin besar nilai faktor menyimpang ke kanan atau ke kiri, yaitu ke arah penurunan atau peningkatan gaya aksi, semakin kurang menguntungkan bagi organisme. Kurva yang mencerminkan aktivitas vital menurun tajam di kedua sisi titik optimal. Ada dua zona pesimum. Ketika kurva memotong sumbu horizontal, ada dua poin kritis. Ini adalah nilai-nilai dari faktor yang tidak dapat lagi ditanggung oleh organisme, di luar itu kematian akan terjadi. Jarak antar titik kritis menunjukkan derajat toleransi organisme terhadap perubahan faktor. Kondisi yang mendekati titik kritis sangat sulit untuk bertahan hidup. Kondisi seperti ini disebut ekstrim.
Jika Anda menggambar kurva optimal untuk suatu faktor, seperti suhu, untuk spesies yang berbeda, kurva tersebut tidak akan bertepatan. Seringkali apa yang optimal untuk satu spesies bersifat pesimis bagi spesies lain atau bahkan berada di luar jangkauan. poin kritis. Unta dan jerboa tidak dapat hidup di tundra, dan rusa kutub serta lemming tidak dapat hidup di gurun selatan yang panas.
Keanekaragaman ekologi spesies juga diwujudkan dalam posisi titik-titik kritis: ada yang berdekatan, ada pula yang jaraknya jauh. Artinya, sejumlah spesies hanya dapat hidup dalam kondisi yang sangat stabil, dengan sedikit perubahan pada faktor lingkungan, sementara spesies lain dapat bertahan terhadap fluktuasi yang besar. Misalnya, tanaman yang tidak sabar akan layu jika udaranya tidak jenuh dengan uap air, dan rumput bulu mentolerir perubahan kelembapan dengan baik dan tidak mati bahkan di musim kemarau.
Dengan demikian, hukum optimal menunjukkan kepada kita bahwa untuk setiap jenis terdapat ukuran pengaruh masing-masing faktor. Baik penurunan maupun peningkatan paparan melebihi batas ini menyebabkan kematian organisme.
Untuk memahami hubungan spesies dengan lingkungan, hal ini tidak kalah pentingnya hukum faktor pembatas.
Di alam, organisme secara bersamaan dipengaruhi oleh berbagai macam faktor lingkungan dalam berbagai kombinasi dan dengan kekuatan yang berbeda. Tidak mudah untuk memisahkan peran masing-masing dari mereka. Manakah yang lebih berarti dibandingkan yang lainnya? Apa yang kita ketahui tentang hukum optimal memungkinkan kita untuk memahami bahwa tidak ada faktor yang sepenuhnya positif atau negatif, penting atau kecil, tetapi semuanya bergantung pada kekuatan pengaruh masing-masing.
Hukum faktor pembatas menyatakan bahwa faktor yang paling signifikan adalah faktor yang paling menyimpang dari nilai optimal bagi suatu benda.
Kelangsungan hidup individu dalam periode tertentu bergantung padanya. Pada periode waktu lain, faktor-faktor lain mungkin menjadi pembatas, dan sepanjang hidup, organisme menghadapi berbagai keterbatasan dalam aktivitas hidupnya.
Praktik pertanian senantiasa menghadapi hukum faktor optimal dan pembatas. Misalnya, pertumbuhan dan perkembangan gandum, dan juga hasil panennya, selalu dibatasi oleh suhu kritis, kekurangan atau kelebihan kelembapan, kekurangan pupuk mineral, dan terkadang oleh pengaruh bencana seperti hujan es dan badai. Dibutuhkan banyak usaha dan uang untuk mempertahankan kondisi optimal bagi tanaman, dan pada saat yang sama, pertama-tama, mengimbangi atau mengurangi pengaruh faktor-faktor pembatas.
Habitat berbagai spesies ternyata sangat bervariasi. Beberapa dari mereka, misalnya kutu kecil atau serangga, menghabiskan seluruh hidupnya di dalam daun tanaman, yang bagi mereka adalah seluruh dunia, yang lain menguasai ruang yang luas dan beragam, seperti rusa kutub, paus di lautan, burung yang bermigrasi .
Tergantung di mana perwakilan dari spesies yang berbeda tinggal, mereka terpengaruh olehnya kompleks yang berbeda faktor lingkungan. Ada beberapa di planet kita lingkungan hidup dasar, sangat berbeda dalam hal kondisi kehidupan: air, tanah-udara, tanah. Habitat juga merupakan organisme tempat organisme lain hidup.
Lingkungan hidup perairan. Semua penghuni perairan, terlepas dari perbedaan gaya hidup, harus beradaptasi dengan ciri-ciri utama lingkungannya. Fitur-fitur ini ditentukan, pertama-tama, oleh sifat fisik air: kepadatannya, konduktivitas termal, kemampuan melarutkan garam dan gas.
Kepadatan air menentukan kekuatan apungnya yang signifikan. Ini berarti berat organisme di dalam air menjadi lebih ringan dan memungkinkan adanya kehidupan permanen di kolom air tanpa tenggelam ke dasar. Banyak spesies, sebagian besar berukuran kecil, tidak mampu berenang aktif dengan cepat, tampak mengapung di air, tersuspensi di dalamnya. Kumpulan makhluk perairan kecil tersebut disebut plankton. Plankton mencakup alga mikroskopis, krustasea kecil, telur dan larva ikan, ubur-ubur dan banyak spesies lainnya. Organisme planktonik terbawa arus dan tidak mampu melawannya. Kehadiran plankton di dalam air memungkinkan dilakukannya jenis filtrasi nutrisi, yaitu menyaring, menggunakan berbagai alat, organisme kecil dan partikel makanan yang tersuspensi dalam air. Ini dikembangkan pada hewan dasar yang berenang dan tidak bergerak, seperti crinoid, kerang, tiram dan lain-lain. Gaya hidup yang tidak banyak bergerak tidak mungkin dilakukan oleh penghuni perairan jika tidak ada plankton, dan hal ini, pada gilirannya, hanya mungkin terjadi di lingkungan dengan kepadatan yang cukup.
Kepadatan air membuat pergerakan aktif di dalamnya menjadi sulit, sehingga hewan yang berenang cepat seperti ikan, lumba-lumba, cumi-cumi harus memiliki otot yang kuat dan bentuk tubuh yang ramping. Karena kepadatan air yang tinggi, tekanan meningkat seiring dengan kedalaman. Penghuni laut dalam mampu menahan tekanan ribuan kali lebih tinggi dibandingkan di permukaan daratan.
Cahaya menembus air hanya sampai kedalaman yang dangkal, jadi organisme tumbuhan hanya bisa ada di cakrawala atas kolom air. Bahkan secara maksimal laut yang bersih fotosintesis hanya mungkin terjadi pada kedalaman 100-200 m. kedalaman yang luar biasa tidak ada tumbuhan, dan hewan laut dalam hidup dalam kegelapan total.
Suhu di badan air lebih lembut daripada di darat. Karena kapasitas panas air yang tinggi, fluktuasi suhu di dalamnya dapat dihaluskan, dan penghuni perairan tidak perlu beradaptasi dengan cuaca beku yang parah atau panas empat puluh derajat. Hanya di sumber air panas suhu airnya bisa mendekati titik didih.
Salah satu kesulitan dalam kehidupan penghuni perairan adalah jumlah terbatas oksigen. Kelarutannya tidak terlalu tinggi dan, terlebih lagi, menurun drastis bila air tercemar atau dipanaskan. Oleh karena itu, kadang-kadang ditemukan di waduk membeku- kematian massal penduduk akibat kekurangan oksigen, yang terjadi karena berbagai sebab.
Komposisi garam Lingkungan juga sangat penting bagi organisme akuatik. Spesies laut tidak bisa tinggal di dalamnya perairan segar, dan air tawar - di laut karena terganggunya fungsi sel.
Lingkungan kehidupan darat-udara. Lingkungan ini memiliki serangkaian fitur yang berbeda. Umumnya lebih kompleks dan bervariasi daripada perairan. Ia memiliki banyak oksigen, banyak cahaya, perubahan suhu yang lebih tajam dalam ruang dan waktu, penurunan tekanan yang jauh lebih lemah, dan sering terjadi kekurangan kelembapan. Meskipun banyak spesies dapat terbang, dan serangga kecil, laba-laba, mikroorganisme, benih, dan spora tumbuhan terbawa oleh arus udara, makanan dan reproduksi organisme terjadi di permukaan tanah atau tumbuhan. Dalam lingkungan dengan kepadatan rendah seperti udara, organisme membutuhkan dukungan. Oleh karena itu, tumbuhan darat telah mengembangkan jaringan mekanis, dan hewan darat memiliki kerangka internal atau eksternal yang lebih menonjol dibandingkan hewan akuatik. Kepadatan udara yang rendah memudahkan pergerakan di dalamnya.
M. S. Gilyarov (1912-1985), seorang ahli zoologi terkemuka, ahli ekologi, akademisi, pendiri penelitian ekstensif tentang dunia hewan tanah, penerbangan pasif dikuasai oleh sekitar dua pertiga penduduk darat. Kebanyakan dari mereka adalah serangga dan burung.
Udara merupakan penghantar panas yang buruk. Hal ini memudahkan untuk menghemat dan memelihara panas yang dihasilkan di dalam organisme suhu konstan pada hewan berdarah panas. Perkembangan berdarah panas menjadi mungkin terjadi lingkungan terestrial. Nenek moyang modern mamalia air- paus, lumba-lumba, walrus, anjing laut - pernah hidup di darat.
Penghuni daratan memiliki beragam adaptasi terkait penyediaan air, terutama dalam kondisi kering. Pada tumbuhan, ini adalah sistem akar yang kuat, lapisan kedap air pada permukaan daun dan batang, dan kemampuan mengatur penguapan air melalui stomata. Hal ini juga berlaku pada hewan berbagai fitur struktur tubuh dan integumen, tetapi selain itu, perilaku yang tepat juga berkontribusi dalam menjaga keseimbangan air. Misalnya, mereka mungkin bermigrasi ke sumber air atau secara aktif menghindari kondisi kering. Beberapa hewan dapat menjalani seluruh hidupnya dengan makanan kering, seperti jerboa atau ngengat pakaian yang terkenal. Dalam hal ini, air yang dibutuhkan tubuh timbul akibat adanya oksidasi komponen makanan.
Dalam kehidupan organisme terestrial peran besar Banyak faktor lingkungan lain yang juga berperan, seperti komposisi udara, angin, dan relief permukaan bumi. Cuaca dan iklim sangat penting. Penduduk lingkungan darat-udara harus beradaptasi dengan iklim bagian bumi tempat mereka tinggal dan mentolerir variabilitas kondisi cuaca.
Tanah sebagai lingkungan hidup. Tanah merupakan lapisan tipis permukaan tanah yang diolah oleh aktivitas makhluk hidup. Partikel padat meresap ke dalam tanah melalui pori-pori dan rongga, sebagian terisi air dan sebagian lagi udara, sehingga organisme air kecil juga dapat menghuni tanah. Volume rongga-rongga kecil di dalam tanah merupakan ciri yang sangat penting. Di tanah gembur bisa mencapai 70%, dan di tanah padat bisa mencapai sekitar 20%. Di pori-pori dan rongga ini atau di permukaan partikel padat hidup variasi yang sangat besar makhluk mikroskopis: bakteri, jamur, protozoa, cacing gelang, artropoda. Hewan yang lebih besar sendiri membuat saluran di dalam tanah. Seluruh tanah ditembus oleh akar tanaman. Kedalaman tanah ditentukan oleh kedalaman penetrasi akar dan aktivitas hewan penggali. Jaraknya tidak lebih dari 1,5-2 m.
Udara di rongga tanah selalu jenuh dengan uap air, dan komposisinya diperkaya karbon dioksida dan kekurangan oksigen. Kondisi kehidupan di dalam tanah ini mirip lingkungan perairan. Di sisi lain, rasio air dan udara dalam tanah terus berubah bergantung pada kondisi cuaca. Fluktuasi suhu sangat tajam di permukaan, tetapi dengan cepat menghilang seiring bertambahnya kedalaman.
Ciri utama lingkungan tanah adalah pasokan bahan organik yang konstan, terutama karena kematian akar tanaman dan daun-daun berguguran. Ini adalah sumber energi yang berharga bagi bakteri, jamur, dan banyak hewan, begitu pula tanah paling banyak penuh kehidupan Rabu. Dunia tersembunyinya sangat kaya dan beragam.
Dengan munculnya berbagai spesies hewan dan tumbuhan, Anda tidak hanya dapat memahami lingkungan tempat mereka tinggal, tetapi juga kehidupan seperti apa yang mereka jalani di dalamnya.
Jika di depan kita ada hewan berkaki empat dengan otot paha yang sangat berkembang di kaki belakang dan otot yang jauh lebih lemah di kaki depan, yang juga lebih pendek, dengan leher yang relatif pendek dan ekor yang panjang, maka kita dapat dengan yakin mengatakan bahwa ini adalah pelompat tanah, mampu melakukan gerakan cepat dan bermanuver, penghuni ruang terbuka. Seperti inilah rupa kanguru Australia yang terkenal, jerboa gurun Asia, pelompat Afrika, dan banyak mamalia pelompat lainnya - perwakilan dari berbagai ordo yang hidup di sana. benua yang berbeda. Mereka hidup di stepa, padang rumput, dan sabana - di mana pergerakan cepat di tanah merupakan cara utama untuk melarikan diri dari predator. Ekor panjang berfungsi sebagai penyeimbang saat berbelok cepat, jika tidak hewan akan kehilangan keseimbangan.
Pinggul berkembang kuat pada tungkai belakang dan pada serangga pelompat - belalang, belalang, kutu, kumbang psyllid.
Bodi kompak dengan ekor pendek dan anggota badan yang pendek, yang bagian depannya sangat kuat dan terlihat seperti sekop atau garu, mata yang buta, leher yang pendek dan bulu yang pendek, seolah dipangkas, memberi tahu kita bahwa ini adalah hewan bawah tanah yang menggali lubang dan galeri. Ini bisa berupa tikus tanah hutan, tikus tanah stepa, tikus tanah berkantung Australia, dan banyak mamalia lain yang menjalani gaya hidup serupa.
Serangga penggali - jangkrik mol - juga dibedakan dari tubuhnya yang kompak, kekar, dan kaki depan yang kuat, mirip dengan ember buldoser yang diperkecil. Oleh penampilan mereka menyerupai tahi lalat kecil.
Semua spesies terbang telah mengembangkan bidang yang lebar - sayap pada burung, kelelawar, serangga, atau lipatan kulit yang lurus di sisi tubuh, seperti pada tupai atau kadal terbang yang meluncur.
Organisme yang menyebar melalui penerbangan pasif, dengan arus udara, mempunyai ciri ukuran kecil dan bentuk yang sangat beragam. Namun, setiap orang memilikinya fitur umum- Perkembangan permukaan yang kuat dibandingkan dengan berat badan. Hal ini dicapai dengan berbagai cara: karena rambut panjang, bulu, berbagai pertumbuhan tubuh, pemanjangan atau perataannya, dan berat jenis yang lebih ringan. Seperti inilah penampakan serangga kecil dan buah tanaman yang terbang.
Kesamaan eksternal yang muncul di antara perwakilan kelompok dan spesies berbeda yang tidak berkerabat sebagai akibat dari gaya hidup yang sama disebut konvergensi.
Ini mempengaruhi terutama organ-organ yang berinteraksi langsung dengan lingkungan eksternal, dan strukturnya kurang menonjol sistem internal- pencernaan, ekskresi, gugup.
Bentuk suatu tumbuhan menentukan ciri-ciri hubungannya dengan lingkungan luar, misalnya cara ia bertahan di musim dingin. Pohon dan semak yang tinggi memiliki cabang yang paling tinggi.
Bentuknya merambat - dengan batang lemah yang melilit tanaman lain, dapat ditemukan baik pada spesies berkayu maupun herba. Ini termasuk anggur, hop, padang rumput dodder, dan tanaman merambat tropis. Melilit batang dan batang spesies tegak, tumbuhan mirip liana menonjolkan daun dan bunganya.
Dalam kondisi iklim yang serupa di benua yang berbeda, muncullah penampakan vegetasi yang serupa, yang terdiri dari spesies yang berbeda, seringkali sama sekali tidak berkerabat.
Bentuk luar yang mencerminkan cara ia berinteraksi dengan lingkungan disebut bentuk kehidupan suatu spesies. Jenis yang berbeda mungkin memiliki bentuk kehidupan serupa, jika mereka menjalani gaya hidup yang dekat.
Bentuk kehidupan berkembang selama evolusi spesies selama berabad-abad. Spesies-spesies yang berkembang dengan metamorfosis, selama siklus hidup secara alami mengubah bentuk kehidupan mereka. Bandingkan misalnya ulat dan kupu-kupu dewasa atau katak dan kecebongnya. Beberapa tanaman dapat mempunyai bentuk kehidupan yang berbeda-beda tergantung pada kondisi pertumbuhannya. Misalnya, linden atau ceri burung bisa berupa pohon tegak atau semak.
Komunitas tumbuhan dan hewan akan lebih stabil dan berharga jika mereka menyertakan perwakilan dari berbagai jenis bentuk kehidupan. Artinya, komunitas tersebut memanfaatkan sumber daya lingkungan secara lebih maksimal dan memiliki koneksi internal yang lebih beragam.
Susunan bentuk kehidupan organisme dalam komunitas berfungsi sebagai indikator ciri-ciri lingkungannya dan perubahan-perubahan yang terjadi di dalamnya.
Insinyur merancang pesawat terbang, pelajari dengan cermat berbagai bentuk kehidupan serangga terbang. Model mesin dengan penerbangan mengepak telah dibuat berdasarkan prinsip pergerakan Diptera dan Hymenoptera di udara. DI DALAM teknologi modern mesin berjalan telah dirancang, serta robot dengan tuas dan metode pergerakan hidrolik, seperti hewan dari berbagai bentuk kehidupan. Kendaraan tersebut mampu melaju di lereng curam dan off-road.
Kehidupan di Bumi berkembang dalam kondisi siang dan malam yang teratur serta pergantian musim akibat perputaran planet pada porosnya dan mengelilingi Matahari. Irama lingkungan eksternal menciptakan periodisitas, yaitu pengulangan kondisi dalam kehidupan sebagian besar spesies. Baik periode kritis, sulit untuk bertahan hidup, maupun periode menguntungkan berulang secara teratur.
Adaptasi terhadap perubahan periodik lingkungan eksternal diekspresikan pada makhluk hidup tidak hanya melalui reaksi langsung terhadap faktor-faktor yang berubah, tetapi juga dalam ritme internal yang ditetapkan secara turun-temurun.
Ritme sirkadian. Ritme sirkadian menyesuaikan organisme dengan siklus siang dan malam. Pada tumbuhan, pertumbuhan intensif dan pembungaan bunga diatur pada waktu tertentu dalam sehari. Hewan sangat mengubah aktivitasnya sepanjang hari. Berdasarkan ciri ini, dibedakan spesies diurnal dan nokturnal.
Ritme harian organisme bukan hanya cerminan perubahan kondisi eksternal. Jika seseorang, atau hewan, atau tumbuhan ditempatkan pada lingkungan yang konstan dan stabil tanpa pergantian siang dan malam, maka ritme proses kehidupan tetap terjaga, mendekati ritme harian. Tubuh sepertinya hidup sesuai dengan jam internalnya, menghitung mundur waktu.
Ritme sirkadian dapat mempengaruhi banyak proses dalam tubuh. Pada manusia, sekitar 100 karakteristik fisiologis dipengaruhi oleh siklus harian: detak jantung, ritme pernapasan, sekresi hormon, sekresi kelenjar pencernaan, tekanan darah, suhu tubuh dan banyak lainnya. Oleh karena itu, ketika seseorang terjaga alih-alih tidur, tubuhnya masih dalam kondisi malam dan malam tanpa tidur membawa dampak buruk bagi kesehatan.
Namun, ritme sirkadian tidak muncul pada semua spesies, melainkan hanya pada spesies yang hidupnya pergantian siang dan malam memegang peranan penting. peran ekologis. Penghuni gua atau perairan dalam, yang tidak mengalami perubahan seperti itu, hidup dengan ritme yang berbeda. Dan bahkan di antara penghuni daratan, tidak semua orang menunjukkan periodisitas harian.
Dalam percobaan di bawah kondisi yang sangat konstan, lalat buah Drosophila mempertahankan ritme hariannya selama puluhan generasi. Periodisitas ini diwariskan pada mereka, seperti pada banyak spesies lainnya. Begitu mendalamnya reaksi adaptif yang terkait dengan siklus harian lingkungan eksternal.
Gangguan ritme sirkadian tubuh saat bekerja malam, penerbangan luar angkasa, menyelam, dll. menimbulkan masalah medis yang serius.
Irama tahunan. Ritme tahunan mengadaptasi organisme terhadap perubahan kondisi musiman. Dalam kehidupan suatu spesies, periode pertumbuhan, reproduksi, pergantian kulit, migrasi, dan istirahat dalam secara alami bergantian dan berulang sedemikian rupa sehingga waktu kritis organisme ditemukan dalam keadaan paling stabil. Proses yang paling rentan - reproduksi dan pemeliharaan hewan muda - terjadi pada musim yang paling menguntungkan. Frekuensi pergeseran ini keadaan fisiologis sepanjang tahun sebagian besar bersifat bawaan, yaitu memanifestasikan dirinya sebagai ritme tahunan internal. Jika misalnya burung unta Australia atau dingo anjing liar ditempatkan di kebun binatang Belahan Bumi Utara, musim kawin mereka akan dimulai pada musim gugur, saat musim semi di Australia. Restrukturisasi ritme tahunan internal terjadi dengan susah payah, selama beberapa generasi.
Persiapan untuk reproduksi atau musim dingin yang berlebihan adalah proses panjang yang dimulai pada organisme jauh sebelum dimulainya periode kritis.
Perubahan cuaca jangka pendek yang tajam (musim dingin yang beku, pencairan musim dingin) biasanya tidak mengganggu ritme tahunan tumbuhan dan hewan. Faktor lingkungan utama yang direspon organisme dalam siklus tahunannya bukanlah perubahan cuaca yang acak, melainkan perubahan cuaca yang acak fotoperiode- perubahan perbandingan siang dan malam.
Panjang siang hari berubah secara alami sepanjang tahun, dan perubahan inilah yang menjadi sinyal akurat akan datangnya musim semi, musim panas, musim gugur, atau musim dingin.
Kemampuan organisme dalam menanggapi perubahan panjang hari disebut fotoperiodisme.
Jika hari semakin pendek, spesies mulai bersiap menghadapi musim dingin; jika hari semakin panjang, mereka mulai tumbuh dan berkembang biak secara aktif. Dalam hal ini yang penting bagi kehidupan organisme bukanlah perubahan lamanya siang dan malam itu sendiri, melainkan perubahannya nilai sinyal, menunjukkan perubahan besar yang akan terjadi di alam.
Seperti diketahui, lamanya hari sangat bergantung pada garis lintang geografis. Di belahan bumi utara, hari-hari musim panas di selatan jauh lebih pendek dibandingkan di utara. Oleh karena itu, spesies selatan dan utara bereaksi secara berbeda terhadap jumlah perubahan hari yang sama: spesies selatan mulai bereproduksi ketika lebih banyak hari yang singkat daripada yang di utara.
FAKTOR LINGKUNGAN
Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Biologi Umum". Moskow, "Pencerahan", 2000
- Topik 18. "Habitat. Faktor lingkungan". bab 1; hal.10-58
- Topik 19. "Populasi. Jenis hubungan antar organisme." bab 2 §8-14; hal.60-99; Bab 5 § 30-33
- Topik 20. "Ekosistem." bab 2 §15-22; hal.106-137
- Topik 21. "Biosfer. Siklus materi." Bab 6 §34-42; hal.217-290
Antropo-ekosistem adalah komunitas orang-orang yang mempunyai hubungan dengan lingkungan.
Sebagai objek pengaruh faktor lingkungan, seseorang sekaligus memberikan pengaruh terhadap lingkungan.
Keunikan manusia sebagai faktor ekologi terletak pada kenyataan bahwa ia mempunyai pengaruh yang sadar, terarah dan kuat terhadap alam. Sumber daya energi spesies biologis mana pun terbatas, sehingga memang demikian adanya peluang terbatas mempengaruhi alam. Tumbuhan hijau menggunakan energi matahari, yang lain menggunakan energi bahan organik mata rantai sebelumnya dalam rantai makanan. Seorang pria dalam prosesnya aktivitas mental menciptakan sumber energi yang sangat kuat - reaksi nuklir dan termonuklir. Hal ini memperluas kemampuan manusia, dan ia mampu menempati ruang ekologis mana pun di planet ini.
Keunikan manusia sebagai faktor ekologi juga terletak pada aktivitasnya yang bersifat aktif dan kreatif. Ia dapat menciptakan lingkungan buatan disekitarnya, yang juga membedakannya dengan faktor lingkungan lainnya.
Faktor lingkungan alam dan buatan senantiasa mempengaruhi manusia.
Tipe manusia ekologis adaptif
Dalam proses sejarah perkembangan umat manusia di bawah pengaruh berbagai faktor alam dan sebagai akibat dari spesialisasi ekologi penduduk bola dunia muncul di berbagai belahan bumi adaptif(diadaptasi) jenis rakyat.
Tipe adaptif adalah norma reaksi yang ditandai dengan perkembangan fisik, indikator fisiologis, sifat biokimia dan imunologi, yang memastikan adaptasi terbaik seseorang terhadap kondisi kehidupan tertentu.
Di antara yang modern yang paling penting ekosistem antropogenik meliputi kota, desa, komunikasi transportasi.Bahan dari situs
Ekosistem perkotaan
Perubahan lingkungan alam terlihat jelas di perkotaan. Akumulasi limbah industri dan rumah tangga menyebabkan peningkatan kandungan unsur mikro dalam tanah, air dan tanaman; tingginya kepadatan penduduk perkotaan menciptakan kondisi meluasnya penyebaran penyakit menular. Akibat pencemaran udara, sebagian besar sinar ultraviolet tidak mencapai permukaan bumi. Pencahayaan yang tidak memadai menyebabkan penurunan kadar vitamin D dalam tubuh.
Ekosistem pedesaan
Meluasnya penggunaan pestisida, herbisida dan bahan kimia lainnya di pertanian mungkin mempunyai dampak buruk terhadap kesehatan masyarakat pedesaan.
Faktor lingkungan adalah kompleks kondisi lingkungan yang mempengaruhi organisme hidup. Membedakan faktor benda mati— abiotik (iklim, edafik, orografis, hidrografi, kimia, pirogenik), faktor satwa liar— faktor biotik (fitogenik dan zoogenik) dan antropogenik (dampak aktivitas manusia). Faktor pembatas meliputi segala faktor yang membatasi pertumbuhan dan perkembangan organisme. Adaptasi suatu organisme terhadap lingkungannya disebut adaptasi. Penampilan suatu organisme, yang mencerminkan kemampuan adaptasinya terhadap kondisi lingkungan, disebut bentuk kehidupan.
Konsep faktor lingkungan lingkungan, klasifikasinya
Komponen individu lingkungan yang mempengaruhi organisme hidup, yang diresponnya dengan reaksi adaptif (adaptasi), disebut faktor lingkungan, atau faktor lingkungan. Dengan kata lain, kompleksnya kondisi lingkungan yang mempengaruhi kehidupan organisme disebut faktor lingkungan lingkungan.
Semua faktor lingkungan dibagi menjadi beberapa kelompok:
1. mencakup komponen dan gejala alam mati yang secara langsung maupun tidak langsung mempengaruhi makhluk hidup. Di antara sekian banyak faktor abiotik peran utama dimainkan oleh:
- iklim (radiasi matahari, kondisi cahaya dan cahaya, suhu, kelembaban, curah hujan, angin, tekanan atmosfer, dll.);
- mendidik(struktur mekanik dan komposisi kimia tanah, kapasitas kelembaban, air, udara dan kondisi termal tanah, keasaman, kelembaban, komposisi gas, ketinggian air tanah, dll.);
- orografis(relief, paparan lereng, kecuraman lereng, perbedaan ketinggian, ketinggian di atas permukaan laut);
- hidrografi(transparansi air, fluiditas, aliran, suhu, keasaman, komposisi gas, kandungan mineral dan zat organik, dll);
- kimia(komposisi gas di atmosfer, komposisi garam air);
- pirogenik(paparan api).
2. - totalitas hubungan antar organisme hidup, serta pengaruh timbal baliknya terhadap habitat. Pengaruh faktor biotik tidak hanya bersifat langsung, tetapi juga tidak langsung, dinyatakan dalam penyesuaian faktor abiotik (misalnya perubahan komposisi tanah, iklim mikro di bawah kanopi hutan, dll). Faktor biotik meliputi:
- fitogenik(pengaruh tumbuhan terhadap satu sama lain dan terhadap lingkungan);
- zoogenik(pengaruh hewan terhadap satu sama lain dan terhadap lingkungan).
3. mencerminkan kuatnya pengaruh manusia (langsung) atau kegiatan manusia (tidak langsung) terhadap lingkungan hidup dan makhluk hidup. Faktor tersebut mencakup segala bentuk aktivitas manusia dan masyarakat manusia yang mengakibatkan perubahan alam sebagai habitat spesies lain dan berdampak langsung pada kehidupannya. Setiap organisme hidup dipengaruhi oleh alam mati, organisme spesies lain, termasuk manusia, dan pada gilirannya berdampak pada masing-masing komponen tersebut.
Pengaruh faktor antropogenik di alam dapat bersifat sadar, tidak disengaja, atau tidak disadari. Manusia, membajak tanah perawan dan tanah kosong, menciptakan lahan pertanian, membiakkan tanaman yang sangat produktif dan tahan penyakit, menyebarkan beberapa spesies dan memusnahkan spesies lainnya. Pengaruh-pengaruh ini (secara sadar) sering terjadi karakter negatif, misalnya, pemukiman kembali banyak hewan, tumbuhan, mikroorganisme secara sembarangan, pemusnahan predator sejumlah spesies, pencemaran lingkungan, dll.
Faktor lingkungan biotik diwujudkan melalui hubungan organisme yang tergabung dalam komunitas yang sama. Di alam, banyak spesies yang saling berhubungan erat; hubungan mereka satu sama lain sebagai komponen lingkungan bisa sangat buruk karakter yang kompleks. Adapun hubungan antara masyarakat dengan lingkungan anorganik disekitarnya selalu bersifat dua arah, bersifat timbal balik. Jadi, sifat hutan bergantung pada jenis tanah yang bersangkutan, namun tanah itu sendiri sebagian besar terbentuk di bawah pengaruh hutan. Demikian pula suhu, kelembaban dan cahaya di hutan ditentukan oleh vegetasi, tetapi dibentuk kondisi iklim pada gilirannya, mempengaruhi komunitas organisme penghuni hutan.
Dampak faktor lingkungan terhadap tubuh
Dampak lingkungan dirasakan oleh organisme melalui faktor lingkungan yang disebut lingkungan. Perlu diperhatikan bahwa faktor lingkungan adalah hanya elemen lingkungan yang berubah, menyebabkan organisme, ketika berubah lagi, reaksi ekologis dan fisiologis adaptif yang secara turun temurun ditetapkan dalam proses evolusi. Mereka dibagi menjadi abiotik, biotik dan antropogenik (Gbr. 1).
Mereka menyebutkan keseluruhan rangkaian faktor lingkungan anorganik yang mempengaruhi kehidupan dan distribusi hewan dan tumbuhan. Diantaranya ada : fisika, kimia dan edafik.
Faktor fisik - mereka yang sumbernya adalah keadaan fisik atau fenomena (mekanik, gelombang, dll). Misalnya suhu.
Faktor kimia- yang berasal dari komposisi kimia lingkungan. Misalnya salinitas air, kandungan oksigen, dll.
Faktor edafik (atau tanah). merupakan kombinasi kimia, fisika dan sifat mekanik tanah dan batuan yang mempengaruhi organisme yang menjadi habitatnya dan sistem akar tanaman. Misalnya pengaruh unsur hara, kelembaban, struktur tanah, kandungan humus, dll. pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Beras. 1. Skema dampak habitat (lingkungan) terhadap tubuh
— faktor aktivitas manusia yang mempengaruhi lingkungan alam (dan hidrosfer, erosi tanah, perusakan hutan, dll).
Membatasi (membatasi) faktor lingkungan sebutkan faktor-faktor yang membatasi perkembangan organisme karena kekurangan atau kelebihannya nutrisi dibandingkan dengan kebutuhan (isi optimal).
Jadi, saat menanam tanaman di suhu yang berbeda titik di mana pertumbuhan maksimum diamati akan terjadi optimal. Seluruh kisaran suhu dari minimum hingga maksimum yang masih memungkinkan terjadinya pertumbuhan disebut rentang stabilitas (daya tahan), atau toleransi. Poin-poin yang membatasinya, yaitu. suhu maksimum dan minimum yang sesuai untuk kehidupan adalah batas stabilitas. Antara zona optimal dan batas stabilitas, saat mendekati batas stabilitas, pabrik mengalami peningkatan stres, yaitu. yang sedang kita bicarakan tentang zona stres, atau zona penindasan, dalam kisaran stabilitas (Gbr. 2). Saat Anda bergerak lebih jauh ke bawah dan ke atas dari skala optimal, stres tidak hanya meningkat, tetapi ketika batas daya tahan tubuh tercapai, kematiannya pun terjadi.
Beras. 2. Ketergantungan tindakan suatu faktor lingkungan terhadap intensitasnya
Jadi, untuk setiap spesies tumbuhan atau hewan terdapat zona optimal, stres, dan batas stabilitas (atau daya tahan) dalam kaitannya dengan setiap faktor lingkungan. Ketika faktor tersebut mendekati batas daya tahan, organisme biasanya hanya dapat bertahan dalam waktu singkat. Dalam kisaran kondisi yang lebih sempit, keberadaan dan pertumbuhan individu dalam jangka panjang dimungkinkan. Dalam kisaran yang lebih sempit lagi, reproduksi terjadi, dan spesies dapat hidup tanpa batas waktu. Biasanya, di tengah kisaran resistensi terdapat kondisi yang paling menguntungkan bagi kehidupan, pertumbuhan, dan reproduksi. Kondisi ini disebut optimal, di mana individu dari spesies tertentu berada dalam kondisi paling fit, yaitu. meninggalkan jumlah terbesar keturunan. Dalam prakteknya, sulit untuk mengidentifikasi kondisi seperti itu, sehingga kondisi optimal biasanya ditentukan oleh tanda-tanda vital individu (laju pertumbuhan, tingkat kelangsungan hidup, dll).
Adaptasi terdiri dari adaptasi tubuh terhadap kondisi lingkungan.
Kemampuan beradaptasi adalah salah satunya sifat dasar kehidupan secara umum, memberikan kemungkinan keberadaannya, kemampuan organisme untuk bertahan hidup dan berkembang biak. Adaptasi muncul tingkat yang berbeda- dari biokimia sel dan perilaku organisme individu hingga struktur dan fungsi komunitas dan sistem ekologi. Semua adaptasi organisme untuk hidup di kondisi yang berbeda berkembang secara historis. Hasilnya, spesifik untuk masing-masing wilayah geografis kelompok tumbuhan dan hewan.
Adaptasi mungkin morfologis, ketika struktur suatu organisme berubah sampai spesies baru terbentuk, dan fisiologis, ketika terjadi perubahan pada fungsi tubuh. Berkaitan erat dengan adaptasi morfologi adalah pewarnaan adaptif hewan, kemampuan untuk mengubahnya tergantung pada cahaya (flounder, bunglon, dll).
Contoh adaptasi fisiologis yang dikenal luas adalah hibernasi hewan musim dingin, migrasi musiman burung.
Sangat penting bagi organisme adalah adaptasi perilaku. Misalnya, perilaku naluriah menentukan tindakan serangga dan vertebrata tingkat rendah: ikan, amfibi, reptil, burung, dll. Perilaku ini diprogram dan diwariskan secara genetis ( perilaku bawaan). Ini termasuk: cara membangun sarang pada burung, kawin, membesarkan keturunan, dll.
Ada juga perintah yang diperoleh, yang diterima oleh seseorang sepanjang hidupnya. Pendidikan(atau sedang belajar) - cara utama transmisi perilaku yang diperoleh dari satu generasi ke generasi lainnya.
Kemampuan individu dalam mengelola kemampuan kognitifnya untuk bertahan terhadap perubahan yang tidak terduga di lingkungannya adalah intelijen. Peran pembelajaran dan kecerdasan dalam perilaku meningkat seiring dengan perbaikan sistem saraf- pembesaran korteks serebral. Bagi manusia, inilah mekanisme penentu evolusi. Kemampuan suatu spesies untuk beradaptasi terhadap sejumlah faktor lingkungan tertentu dilambangkan dengan konsep tersebut mistik ekologi spesies tersebut.
Efek gabungan dari faktor lingkungan pada tubuh
Faktor lingkungan biasanya bertindak tidak satu per satu, tetapi dalam cara yang kompleks. Pengaruh satu faktor bergantung pada kekuatan pengaruh faktor lain. Kombinasi berbagai faktor mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kondisi kehidupan optimal suatu organisme (lihat Gambar 2). Tindakan suatu faktor tidak menggantikan tindakan faktor lainnya. Namun, dengan pengaruh lingkungan yang kompleks, seringkali kita dapat mengamati “efek substitusi”, yang memanifestasikan dirinya dalam kesamaan hasil pengaruh berbagai faktor. Jadi, cahaya tidak dapat digantikan oleh panas berlebih atau karbon dioksida yang melimpah, tetapi dengan mempengaruhi perubahan suhu, fotosintesis tanaman dapat dihentikan, misalnya.
Dalam pengaruh lingkungan yang kompleks, dampaknya berbagai faktor tidak setara bagi organisme. Mereka dapat dibagi menjadi utama, menyertai dan sekunder. Faktor utamanya berbeda untuk organisme yang berbeda, meskipun mereka hidup di tempat yang sama. Sebagai faktor utama dalam tahapan yang berbeda Dalam kehidupan suatu organisme, satu atau beberapa elemen lingkungan mungkin muncul pertama kali. Misalnya, dalam kehidupan banyak tanaman budidaya, seperti serealia, faktor utama selama masa perkecambahan adalah suhu, selama masa tajuk dan pembungaan - kelembaban tanah, dan selama masa pemasakan - jumlah unsur hara dan kelembapan udara. Peran faktor utama dalam waktu yang berbeda tahun mungkin berbeda-beda.
Faktor utamanya mungkin berbeda untuk spesies yang sama yang hidup dalam kondisi fisik dan geografis yang berbeda.
Konsep faktor utama tidak sama dengan konsep faktor utama. Suatu faktor yang kadarnya secara kualitatif atau kuantitatif (kekurangan atau kelebihan) ternyata mendekati batas daya tahan suatu organisme tertentu, disebut membatasi. Pengaruh faktor pembatas juga akan terlihat ketika faktor lingkungan lain menguntungkan atau bahkan optimal. Baik faktor lingkungan utama maupun sekunder dapat berperan sebagai faktor pembatas.
Konsep faktor pembatas diperkenalkan pada tahun 1840 oleh ahli kimia 10. Liebig. Mempelajari pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman dari berbagai kandungan unsur kimia di dalam tanah, ia merumuskan prinsip: “Zat yang ditemukan dalam jumlah minimum mengontrol panen dan menentukan ukuran serta stabilitas panen dari waktu ke waktu.” Prinsip ini dikenal dengan hukum minimum Liebig.
Faktor pembatasnya tidak hanya berupa kekurangan, seperti dikemukakan Liebig, namun juga kelebihan faktor-faktor seperti panas, cahaya, dan air. Seperti disebutkan sebelumnya, organisme dicirikan oleh nilai minimum dan maksimum ekologis. Kisaran antara kedua nilai ini biasa disebut batas kestabilan atau toleransi.
DI DALAM pandangan umum seluruh kompleksitas pengaruh faktor lingkungan terhadap tubuh tercermin dalam hukum toleransi V. Shelford: tidak adanya atau ketidakmungkinan kemakmuran ditentukan oleh kekurangan atau, sebaliknya, kelebihan salah satu dari sejumlah faktor, tingkat yang mungkin mendekati batas yang dapat ditoleransi oleh organisme tertentu (1913). Kedua batas ini disebut batas toleransi.
Sejumlah penelitian telah dilakukan mengenai “ekologi toleransi”, berkat batas-batas keberadaan banyak tumbuhan dan hewan yang diketahui. Contohnya adalah pengaruh polutan udara terhadap tubuh manusia (Gbr. 3).
Beras. 3. Pengaruh pencemaran udara terhadap tubuh manusia. Maks - aktivitas vital maksimum; Tambahan - aktivitas vital yang diizinkan; Opt - konsentrasi optimal (tidak mempengaruhi aktivitas vital). zat berbahaya; MPC - maksimum konsentrasi yang diizinkan zat yang tidak mengubah aktivitas vital secara signifikan; Bertahun-tahun adalah konsentrasi yang mematikan
Konsentrasi faktor yang mempengaruhi (zat berbahaya) pada Gambar. 5.2 ditandai dengan simbol C. Pada nilai konsentrasi C = C tahun, seseorang akan meninggal, tetapi perubahan ireversibel pada tubuhnya akan terjadi pada nilai C = C MPC yang jauh lebih rendah. Akibatnya rentang toleransi dibatasi justru oleh nilai C MPC = C batas. Oleh karena itu, C MPC harus ditentukan secara eksperimental untuk setiap polutan atau bahan berbahaya apa pun senyawa kimia dan tidak membiarkannya melebihi Cplc pada habitat (lingkungan hidup) tertentu.
Dalam melindungi lingkungan, hal ini penting batas atas stabilitas tubuh terhadap zat berbahaya.
Dengan demikian, konsentrasi pencemar C aktual tidak boleh melebihi batas konsentrasi maksimum C (C fakta ≤ C batas maksimum = batas C).
Nilai dari konsep faktor pembatas (Clim) adalah memberikan titik awal bagi ahli ekologi ketika mempelajari situasi kompleks. Jika tubuh dikarakterisasi jangkauan luas toleransi terhadap suatu faktor yang dicirikan oleh keteguhan relatif, dan faktor tersebut terdapat di lingkungan dalam jumlah sedang, maka faktor tersebut kemungkinan besar tidak akan membatasi. Sebaliknya, jika diketahui bahwa suatu organisme tertentu memiliki kisaran toleransi yang sempit terhadap beberapa faktor variabel, maka faktor inilah yang perlu dikaji secara cermat, karena mungkin bersifat membatasi.
