Faktor lingkungan- sifat-sifat habitat yang berpengaruh pada tubuh. Misalnya keberadaan mineral, akses oksigen, kelembaban tanah, suhu tanah, kelonggaran tanah. Unsur-unsur lingkungan yang acuh tak acuh, misalnya gas inert, bukanlah faktor lingkungan.

mode

Berdasarkan sifat dampaknya

• Akting langsung
• Akting secara tidak langsung
• Berlaku secara kondisional- pengaruh elemen ekosistem (biogeocoenosis) ditingkatkan atau dilemahkan oleh pengaruh faktor lingkungan lainnya

Berdasarkan asal

• Abiotik- faktor alam mati:
  • iklim
  • edafik (edafogenik)
  • orografis
  • kimia
  • fisik: kebisingan, medan magnet, konduktivitas termal dan kapasitas panas, radioaktivitas, intensitas radiasi matahari ***** hidrografi: kepadatan air, arus, transparansi, dll.
    • pirogenik: faktor kebakaran[ sumber tidak ditentukan 824 hari] (Odum, 1975, 1986)
• Biotik
  • fitogenik- pengaruh tanaman
  • mikogenik- pengaruh jamur
  • zoogenik- pengaruh binatang
  • mikrobiogenik- pengaruh mikroorganisme
• Faktor antropogenik (antropik):
  • Pada tahun 1912, ilmuwan Rusia Prof. G.F. Morozov dalam bukunya “The Study of Forests” mendefinisikan dampak manusia terhadap alam sebagai faktor lingkungan yang terpisah dan membaginya menurut sifat pengaruhnya terhadap lingkungan alam menjadi dampak antropogenik langsung, tidak langsung dan bersyarat [Morozov, 1949].
  • Dampak antropogenik langsung– pengaruh langsung manusia terhadap komponen ekosistem (biogeocenosis). Ini termasuk memetik buah beri, jamur, menebang pohon, dll.
  • Dampak antropogenik tidak langsung– pengaruh manusia melalui tingkat menengah. Ini adalah perubahan tingkat air tanah, perubahan kondisi suhu, polusi radiasi, dll.
  • Dampak antropogenik bersyarat merupakan dampak biotik dan a faktor biotik, diperkuat atau dilemahkan oleh pengaruh manusia.
  • Pada tahun 1981, definisi “Faktor antropogenik [dampak antropogenik] adalah setiap dampak yang terkait dengan aktivitas manusia secara sadar dan tidak sadar terhadap lingkungan, yang mengarah pada dampak kuantitatif dan perubahan kualitatif komponennya [Popa, 1981].
  • Pada tahun 2011, skala penyimpangan antropogenik biogeocenosis (ekosistem), yang dikembangkan menggunakan contoh hutan berdaun lebar di zona stepa, diterbitkan, termasuk 12 tahap perusakan lingkungan alam oleh manusia, dari keadaan ekosistem yang tidak terganggu secara kondisional. ke tahap hilangnya fungsi vital akibat biogeocenosis [Popa, 2011].

Dengan menghabiskan

• Sumber daya
• Ketentuan

Berdasarkan arah

• divektorkan
• Siklus abadi

• Monodominan
• Sinergi
• Antagonisme
• Provokatif

nilai-nilai ekstrim

Kurva kehidupan tanaman tahunan. Tumbuhan tahunan tidak dapat memasuki keadaan dorman dan zona hidupnya bertepatan dengan zona aktivitas vital.

plastik

kurva kehidupan poin Dan zona:

• Poin utama:
  • poin minimum Dan maksimum
  • dot optimal
• Zona:
  • daerah optimal
  • zona pesimis
  • daerah aktivitas vital
  • zona perdamaian
  • daerah kehidupan

norma reaksi

kelimpahan atau frekuensi kejadian

Bibliografi

• Sahney, S., Benton, MJ. dan Ferry, P.A. (2010). “Hubungan antara keanekaragaman taksonomi global, keanekaragaman ekologi dan itu perluasan vertebrata di darat" (PDF). Surat Biologi 6 (4): 544–547. DOI:10.1098/rsbl.2009.1024. PMID 20106856.
• David L.Hawksworth. Keanekaragaman Hayati dan Konservasi di Eropa. - Springer, 2008. - Hal. 3390. - ISBN 1402068646..
• Bampton, M. "Transformasi Antropogenik" dalam Ensiklopedia Ilmu Lingkungan, D. E. Alexander dan R. W. Fairbridge, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Belanda.
• Cacing, Boris (2006-11-03). "Dampak Hilangnya Keanekaragaman Hayati terhadap Jasa Ekosistem Laut." Sains 314 (5800): 787–790. DOI:10.1126/sains.1132294. PMID 17082450.
• Morozov G.F. Mengajar tentang hutan. edisi ke-7. M.: Goslesbumizdat, 1949.455 hal.
• Popa Yu.N Transformasi antropogenik biogeocenosis hutan di Kodr Moldova. Abstrak penulis. dis. Ph.D. biol. Sains:03.00.16 - Ekologi. Krasnoyarsk, 1981. hal.6.
• Popa Yu.N. Pemulihan biogeocenosis pada ekotop yang diubah secara antropogenik di zona stepa: monografi. diedit oleh anggota-corr. NAS Ukraina, Doktor Biologi. sains, prof. A.P.Travleeva; Universitas Penerbangan Nasional. - Kyiv: Buku terlaris Ukraina, 2011. - 437 hal.

Faktor lingkungan

Adaptasi organisme terhadap lingkungan

Lingkungan hidup dasar

Faktor lingkungan

Organisme dan lingkungan

Kuliah 6. Dasar-dasar Autekologi. Organisme dan lingkungan

Autekologi mempelajari hubungan antara perwakilan suatu spesies dan lingkungannya. Berdasarkan kajian tentang proses adaptasi spesies terhadap lingkungan (ekologi faktorial). Ekologi manusia juga mempelajari pengaruh (normalisasi) faktor lingkungan dan pengaruh ekstrimnya terhadap tubuh.

Dunia kehidupan di sekitar kita terdiri dari organisme yang terus-menerus memperbanyak diri. Seekor kutu daun dapat menghasilkan lebih dari 300 juta keturunan selama musim panas. Kemampuan untuk bereproduksi tanpa batas adalah hal yang melekat. Namun tidak ada pertumbuhan jumlah yang tidak terbatas; kendala utamanya adalah kurangnya sumber daya. Untuk tumbuhan - garam mineral, karbon dioksida, air, cahaya. Untuk hewan - makanan, air. cadangan sumber daya ini menghambat reproduksi. Pembatas yang kedua adalah pengaruh yang bermacam-macam kondisi yang tidak menguntungkan, memperlambat pertumbuhan dan reproduksi. Pertumbuhan tanaman tergantung pada cuaca. Reproduksi penghuni perairan terhambat oleh rendahnya kandungan oksigen di dalam air. Selain itu, terjadi eliminasi dan kematian embrio atau individu muda yang sudah dihasilkan. Misalnya, tidak semua biji pohon ek berkecambah. Kesuburan yang tinggi membedakan spesies yang kematian individunya di alam sangat tinggi.

Tubuh, yang mengalami kebutuhan akan masuknya energi dan informasi, sepenuhnya bergantung pada lingkungan

Hukum - hasil perkembangan suatu organisme ditentukan oleh rasionya fitur internal dan karakteristik lingkungan di mana ia berada.

Adaptasi evolusioner organisme terhadap kondisi lingkungan, dinyatakan dalam perubahan karakteristik eksternal dan internal - adaptasi. Prinsip Le Chatelier: “Evolusi sistem apa pun menuju ke arah penurunan potensi bahaya" Menurut prinsip ini, evolusi suatu organisme berkontribusi pada adaptasinya terhadap perubahan pengaruh eksternal.

Faktor lingkungan– ini adalah kondisi dan elemen lingkungan tertentu yang memiliki efek spesifik pada tubuh.

Faktor lingkungan: 1- abiotik. 2 – biotik. 3- antropogenik.

Faktor abiotik – seperangkat faktor dalam lingkungan anorganik yang mempengaruhi kehidupan dan distribusi hewan dan tumbuhan

Faktor abiotik

edafik fisik kimia (tanah)

Faktor biotik– totalitas pengaruh aktivitas kehidupan beberapa organisme terhadap aktivitas kehidupan organisme lain, serta terhadap lingkungan mati

Faktor biotik

pengaruh interspesifik intraspesifik pada

interaksi interaksi faktor abiotik

(persemakmuran)

Komensalisme

(satu manfaat)

Amensalisme

(satu spesies menghambat pertumbuhan spesies lain)

Faktor antropogenik– faktor-faktor yang dihasilkan oleh manusia dan mempengaruhi lingkungan (polusi, erosi tanah, perusakan hutan, dll.)

Sifat umum dari tindakan faktor lingkungan.

Dalam proses kehidupan, interaksi organisme dengan habitatnya dan komponen-komponennya satu sama lain didasarkan pada transfer antar elemen sistem aliran massa materi dan senyawanya, semua jenis energi dan informasi. Sesuai dengan hukum kekekalan kehidupan oleh Yu.N. Kurazhkovsky: “Kehidupan hanya dapat ada dalam proses pergerakan aliran materi, energi, dan informasi melalui tubuh yang hidup.”

Interaksi suatu organisme dengan lingkungannya tunduk pada hukum berikut. Hukum Pokok optimal (toleransi). hukum Liebig Hal ini terungkap dalam kenyataan bahwa setiap faktor lingkungan mempunyai batas-batas tertentu pengaruh positif pada tubuh. Jika menyimpang dari batas ini, tanda efeknya berubah menjadi sebaliknya. Misalnya, hewan tidak tahan terhadap panas dan cuaca beku yang parah; Kekeringan dan hujan lebat tidak menguntungkan tanaman. Kurva optimal untuk faktor apa pun tidak akan sama untuk spesies yang berbeda. Unta dan jerboa tidak tahan dengan kondisi tersebut gurun utara, dan rusa kutub serta lemming cuacanya panas di selatan. Sejumlah spesies dapat hidup dalam kisaran optimal yang sempit, sementara spesies lain dapat hidup dalam kisaran optimal yang luas. Tanaman yang tidak sabar mati jika tidak ada kelembapan di udara; rumput bulu tidak mati bahkan di musim kemarau. Batas optimal dan daya tahan tubuh tidak konstan sepanjang hidup organisme. Optimalnya bisa digeser (temperature hardening).

Sesuai dengan kaidah optimal bagi suatu organisme, terdapat kisaran nilai faktor yang paling menguntungkan (optimal). Di luar batas optimal terdapat zona penindasan yang berubah menjadi titik kritis. Untuk beberapa organisme, zona optimal memiliki jangkauan yang luas. Mereka disebut - eurybiont(Yunani: luas, hidup). Organisme dengan jangkauan sempit – stenobiont(sempit).

Kisaran nilai faktor (antara titik kritis) disebut valensi ekologis. Identik dengan valensi toleransi.( toleransi lat - kesabaran), atau plastisitas (variabilitas) jika lingkungan relatif konstan, sedikit variabel, maka lebih banyak stenobion di dalamnya (misalnya, di lingkungan perairan). Jika lingkungannya dinamis, misalnya air-udara, eurybion memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup di dalamnya. Zona optimal dan valensi ekologi lebih luas pada hewan berdarah panas.

Pengaruh faktor suhu. Jika kisaran toleransinya terletak pada kisaran yang luas (-5; +25), maka organisme tersebut disebut eurytermal, jika sempit - stenotermik. Mungkin euryhaline (salinitas)

Beras. 1. Ketergantungan potensi kehidupan pada intensitas faktor dampak

1. – zona optimal (kenyamanan);

2. – zona aktivitas kehidupan yang diperbolehkan;

3. – zona penindasan;

4. – zona kematian.

Toleransi – kemampuan tubuh untuk menoleransi dampak buruk dari satu atau beberapa faktor lingkungan.

Zona optimal dengan titik nyaman (titik maksimal – potensi hidup) – area aktivitas hidup optimal.

Zona aktivitas hidup yang diperbolehkan – nilai nilai faktor dampak yang diperbolehkan adalah wilayah aktivitas kehidupan normal.

Zona penindasan – zona dengan penyimpangan faktor yang besar dari optimal, di mana tubuh mengalami penekanan fungsi vital.

Zona kematian – batas toleransi terhadap faktor dampak bertepatan dengan nilai minimum dan maksimum faktor tersebut, yang di luarnya keberadaan organisme tidak mungkin terjadi.

Harus diingat bahwa beberapa faktor dapat meningkatkan atau mengurangi dampak faktor lainnya. Panas berlebih dapat diatasi dengan kelembapan udara yang rendah. . Hukum independensi faktor oleh V.R. Williams: “Kondisi kehidupan itu setara, tidak ada satupun faktor kehidupan yang dapat digantikan oleh faktor lain”

hukum ke-2 – faktor pembatas. Faktor yang paling signifikan adalah faktor yang paling menyimpang dari nilai optimalnya. Suatu faktor yang kekurangan atau kelebihan (mendekati poin kritis) berdampak negatif pada tubuh. Faktor pembatas menentukan batas sebaran spesies – jangkauannya. Produktivitas organisme dan komunitas bergantung pada mereka.

Aturan faktor pembatas dalam agronomi. Jika tanah kekurangan garam mineral (50% fosfor, 20% kalsium), hasil panen akan 5 kali lebih sedikit. Jika Anda menambahkan kalsium, hasilnya adalah 59%.

Aktivitas manusia sering kali melanggar semua hukum aksi faktor - perusakan habitat, gangguan nutrisi air dan mineral.

Hukum faktor optimum dan pembatas dapat dinyatakan dalam satu hukum Hukum toleransi W. Shelford:“Faktor pembatas kesejahteraan suatu populasi (organisme) dapat minimal atau maksimal dampak lingkungan, dan jarak di antara keduanya menentukan besarnya daya tahan (batas toleransi) tubuh terhadap suatu faktor tertentu"

Faktor lingkungan adalah:

Faktor lingkungan

Faktor lingkungan- sifat-sifat habitat yang berpengaruh pada tubuh. Unsur-unsur lingkungan yang acuh tak acuh, misalnya gas inert, bukanlah faktor lingkungan.

Faktor lingkungan menunjukkan variabilitas yang signifikan dalam ruang dan waktu. Misalnya, suhu sangat bervariasi di permukaan tanah, namun hampir konstan di dasar laut atau di dalam gua.

Faktor lingkungan yang sama juga dimilikinya arti yang berbeda dalam kehidupan organisme yang hidup bersama. Misalnya, rezim garam dalam tanah memainkan peran utama dalam nutrisi mineral tanaman, tetapi tidak mempengaruhi sebagian besar hewan darat. Intensitas iluminasi dan komposisi spektral cahaya sangat penting dalam kehidupan organisme fototrofik (sebagian besar tumbuhan dan bakteri fotosintetik), dan dalam kehidupan organisme heterotrofik (jamur, hewan, sebagian besar mikroorganisme) cahaya tidak berpengaruh. efek nyata pada aktivitas kehidupan.

Faktor lingkungan dapat berperan sebagai iritan yang menyebabkan perubahan adaptif fungsi fisiologis; sebagai pembatas yang membuat organisme tertentu tidak mungkin ada dalam kondisi tertentu; sebagai pengubah yang menentukan perubahan morfo-anatomi dan fisiologis organisme.

Organisme tidak dipengaruhi oleh faktor-faktor yang statis dan tidak berubah, tetapi oleh faktor-faktor tersebut mode- urutan perubahan selama waktu tertentu.

Klasifikasi faktor lingkungan

Berdasarkan sifat dampaknya

• Akting langsung- Secara langsung mempengaruhi tubuh, terutama pada metabolisme
• Akting secara tidak langsung- mempengaruhi secara tidak langsung, melalui perubahan faktor yang bertindak langsung (relief, paparan, ketinggian, dll.)

Berdasarkan asal

• Abiotik- faktor alam mati :
  • iklim: jumlah suhu tahunan, suhu rata-rata tahunan, kelembaban, tekanan udara
  • edafik (edafogenik): komposisi mekanik tanah, daya serap tanah, keasaman tanah, komposisi kimia tanah
  • orografis: relief, ketinggian, kecuraman dan aspek lereng
  • kimia: komposisi gas udara, komposisi garam air, konsentrasi, keasaman
  • fisik: kebisingan, medan magnet, konduktivitas termal dan kapasitas panas, radioaktivitas, intensitas radiasi matahari
• Biotik- berkaitan dengan aktivitas makhluk hidup:
  • fitogenik- pengaruh tanaman
  • mikogenik- pengaruh jamur
  • zoogenik- pengaruh binatang
  • mikrobiogenik- pengaruh mikroorganisme
• :
  • fisik: penggunaan energi nuklir, perjalanan dengan kereta api dan pesawat, pengaruh kebisingan dan getaran
  • kimia: penggunaan pupuk mineral dan pestisida, pencemaran kulit bumi dengan limbah industri dan transportasi
  • biologis: makanan; organisme dimana manusia dapat menjadi habitat atau sumber makanannya
  • sosial- berkaitan dengan hubungan antar manusia dan kehidupan dalam masyarakat

Dengan menghabiskan

• Sumber daya- unsur lingkungan yang dikonsumsi tubuh sehingga mengurangi pasokannya ke lingkungan (air, CO 2, O 2, cahaya)
• Ketentuan- unsur lingkungan yang tidak dikonsumsi oleh tubuh (suhu, pergerakan udara, keasaman tanah)

Berdasarkan arah

• divektorkan- faktor yang berubah arah: genangan air, salinisasi tanah
• Siklus abadi- dengan periode penguatan dan pelemahan faktor multi-tahun yang bergantian, misalnya perubahan iklim sehubungan dengan siklus matahari 11 tahun
• Osilasi (impuls, fluktuasi)- fluktuasi dua arah dari nilai rata-rata tertentu (fluktuasi harian suhu udara, perubahan rata-rata curah hujan bulanan sepanjang tahun)

Pengaruh faktor lingkungan terhadap tubuh

Faktor lingkungan mempengaruhi tubuh tidak secara individual, tetapi secara kombinasi, setiap reaksi tubuh ditentukan secara multifaktorial. Pada saat yang sama, pengaruh integral dari faktor-faktor tidak sama dengan jumlah pengaruh faktor-faktor individu, karena di antara mereka ada berbagai jenis interaksi, yang dapat dibagi menjadi empat jenis utama:

• Monodominan- salah satu faktor menekan tindakan faktor lain dan besarnya faktor tersebut sangat penting bagi tubuh. Jadi, ketidakhadiran total, atau adanya unsur hara mineral dalam tanah dalam keadaan kekurangan atau kelebihan yang tajam menghalangi penyerapan normal unsur-unsur lain oleh tanaman.
• Sinergi- saling menguatkan beberapa faktor karena bersifat positif masukan. Misalnya, kelembaban tanah, kandungan nitrat, dan penerangan, sekaligus meningkatkan penyediaan salah satu dari kedua hal tersebut, akan meningkatkan pengaruh dua hal lainnya.
• Antagonisme- saling menekan beberapa faktor karena umpan balik negatif: peningkatan populasi belalang berkontribusi terhadap penurunan sumber makanan dan penurunan populasinya.
• Provokatif- kombinasi pengaruh positif dan negatif pada tubuh, dengan pengaruh pengaruh positif dan negatif yang diperkuat oleh pengaruh pengaruh sebelumnya. Jadi, semakin dini pencairan terjadi, semakin banyak tanaman yang menderita akibat embun beku berikutnya.

Pengaruh faktor-faktor juga bergantung pada sifat dan keadaan organisme saat ini, oleh karena itu faktor-faktor tersebut mempunyai pengaruh yang berbeda baik pada spesies yang berbeda maupun pada organisme yang sama pada berbagai tahap entogenesis: kelembaban rendah merugikan hidrofit, tetapi tidak berbahaya bagi xerofit; suhu rendah dapat ditoleransi tanpa membahayakan oleh tumbuhan runjung dewasa di zona beriklim sedang, tetapi berbahaya bagi tanaman muda.

Faktor-faktor tersebut sebagian dapat saling menggantikan: ketika penerangan berkurang, intensitas fotosintesis tidak akan berubah jika konsentrasi karbon dioksida di udara meningkat, yang biasanya terjadi di rumah kaca.

Hasil dari pengaruh faktor-faktor tergantung pada durasi dan pengulangan tindakan mereka nilai-nilai ekstrim sepanjang kehidupan organisme dan keturunannya: paparan jangka pendek mungkin tidak menimbulkan konsekuensi apa pun, sedangkan paparan jangka panjang melalui mekanisme seleksi alam menyebabkan perubahan kualitatif.

Respon tubuh terhadap perubahan faktor lingkungan

Kurva hidup tanaman tahunan. Tumbuhan tahunan tidak dapat memasuki keadaan dorman dan zona hidupnya bertepatan dengan zona aktivitas vital.
Catatan: 1 - poin optimal, 2 - poin minimum dan maksimum, 3 - poin mematikan

Organisme, terutama yang menjalani kehidupan yang melekat, seperti tumbuhan, atau gaya hidup yang tidak banyak bergerak, mempunyai ciri-ciri plastik- kemampuan untuk eksis dalam rentang faktor lingkungan yang kurang lebih luas. Namun, pada nilai faktor yang berbeda, tubuh berperilaku berbeda.

Oleh karena itu, nilainya diidentifikasi di mana tubuh akan berada dalam kondisi paling nyaman - tumbuh dengan cepat, berkembang biak, dan menunjukkan kemampuan kompetitif. Ketika nilai faktor meningkat atau menurun relatif terhadap nilai yang paling menguntungkan, tubuh mulai mengalami depresi, yang memanifestasikan dirinya dalam melemahnya fungsi vitalnya dan, pada nilai faktor yang ekstrim, dapat menyebabkan kematian.

Secara grafis, reaksi serupa tubuh terhadap perubahan nilai faktor digambarkan dalam bentuk kurva kehidupan(kurva ekologi), ketika menganalisis yang mana kita dapat menyoroti beberapa poin Dan zona:

• Poin utama:
  • poin minimum Dan maksimum - nilai ekstrim dari faktor yang memungkinkan aktivitas vital organisme
  • dot optimal - nilai faktor yang paling menguntungkan
• Zona:
  • daerah optimal - membatasi kisaran nilai faktor yang paling disukai
  • zona pesimis (atas dan bawah) - rentang nilai faktor di mana tubuh mengalami depresi berat
  • daerah aktivitas vital - kisaran nilai faktor di mana ia secara aktif menjalankan fungsi vitalnya
  • zona perdamaian (atas dan bawah) - nilai faktor yang sangat tidak menguntungkan, di mana organisme tetap hidup, tetapi memasuki keadaan istirahat
  • daerah kehidupan - kisaran nilai faktor di mana organisme tersebut tetap hidup

Di luar batas zona kehidupan terdapat nilai-nilai mematikan dari faktor yang membuat organisme tidak dapat hidup.

Perubahan yang terjadi pada suatu organisme dalam kisaran plastisitas selalu bersifat fenotipik, sedangkan hanya ukurannya saja yang dikodekan dalam genotipe. kemungkinan perubahan - norma reaksi, yang menentukan derajat plastisitas organisme.

Berdasarkan kurva kehidupan individu, kurva kehidupan spesies juga dapat diprediksi. Namun karena spesies merupakan sistem supraorganisme kompleks yang terdiri dari banyak populasi yang tersebar di berbagai habitat kondisi yang berbeda lingkungan Hidup, ketika menilai ekologinya, mereka menggunakan data umum bukan pada individu individu, tetapi pada seluruh populasi. Pada gradien suatu faktor, kelas umum dari nilainya disimpan, mewakili jenis habitat tertentu, dan reaksi lingkungan paling sering dipertimbangkan. kelimpahan atau frekuensi kejadian baik. Dalam hal ini, kita tidak lagi berbicara tentang kurva aktivitas vital, tetapi tentang kurva distribusi kelimpahan atau frekuensi.

Bagian 1. Aspek teoritis ekologi

Topik 1.1. Autoekologi (ekologi faktorial)

Autoekologi adalah cabang ilmu ekologi yang mempelajari hubungan suatu organisme dengan lingkungannya. Bagian ini dikhususkan untuk mempelajari karakteristik spesifik spesies dari respon organisme hewan dan tumbuhan terhadap faktor lingkungan dan gaya hidup spesies.

Sebagai bagian dari topik ini, hari ini kita akan mempertimbangkan pertanyaan-pertanyaan berikut:

Lingkungan utama keberadaan organisme

Pola pengaruh faktor lingkungan terhadap organisme hidup

Faktor lingkungan dan klasifikasinya

Konsep “habitat” berbeda dengan konsep “kondisi kehidupan” - seperangkat faktor lingkungan penting yang tanpanya organisme hidup tidak dapat hidup (cahaya, panas, kelembaban, udara, tanah). Faktor lingkungan lainnya, meskipun mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap organisme, tidak penting bagi organisme tersebut (misalnya angin, alam dan buatan radiasi pengion, listrik atmosfer, dll.).

2 . Setiap organisme hanya bisa ada pada kisaran suhu tertentu. Ketika suhu lingkungan terlalu rendah atau terlalu tinggi, organisme tersebut akan mati. Di tempat yang suhunya mendekati ekstrem, perwakilan spesies ini jarang ditemukan, tetapi ketika suhu mendekati nilai rata-rata optimal bagi mereka, jumlah mereka meningkat. Pola ini berlaku untuk pola lainnya faktor, mempengaruhi jalannya proses kehidupan tertentu (kelembaban, kekuatan angin, kecepatan arus, dll).

Jika kita menggambar kurva pada grafik yang mencirikan kecepatan proses tertentu (pernapasan, pergerakan, nutrisi, dll.) tergantung pada salah satu faktor lingkungan (tentu saja, asalkan faktor ini mempengaruhi proses utama kehidupan), maka ini kurva hampir selalu berbentuk lonceng (Gbr. 1). Kurva seperti itu disebut kurva toleransi (dari bahasa Latin tolerahtia - kesabaran). Posisi puncaknya menunjukkan kondisi yang optimal proses ini. Beberapa spesies mempunyai ciri kurva dengan puncak yang sangat tajam; ini berarti kisaran kondisi optimal bagi mereka sangat sempit. Kurva halus berhubungan dengan rentang toleransi yang luas, yaitu resistensi terhadap faktor tertentu.

Organisme dengan batas resistensi yang luas terhadap banyak faktor tentu saja mempunyai peluang untuk menyebar lebih luas.

Pada spesies yang tersebar luas populasi, yang tinggal di zona yang berbeda iklimnya, seringkali paling baik beradaptasi secara spesifik dengan kondisi area tertentu. Hal ini disebabkan kemampuannya untuk membentuk bentuk lokal, atau ekotipe, yang dicirikan oleh batas ketahanan yang berbeda terhadap suhu, cahaya, atau faktor lainnya.

Sebagai contoh, perhatikan ekotipe salah satu spesies ubur-ubur. Seperti yang Anda ketahui, ubur-ubur bergerak di air seperti roket - menggunakan kontraksi ritmis otot, mendorong air keluar dari rongga tengah. Kecepatan denyut optimal adalah 15-20 kontraksi per menit. Individu dari satu spesies ubur-ubur yang hidup di garis lintang utara bergerak dengan kecepatan yang sama dengan ubur-ubur dari spesies yang sama di garis lintang selatan, meskipun suhu air di utara bisa lebih rendah 20 C. Artinya, kedua bentuk ubur-ubur tersebut mampu beradaptasi dengan baik terhadap kondisi lokal.

Hukum minimum.

Intensitas tertentu proses biologis seringkali ternyata sensitif terhadap dua dan lagi faktor lingkungan. Dalam hal ini penting akan menjadi milik yang tersedia dalam jumlah minimum dilihat dari kebutuhan tubuh. Aturan sederhana ini pertama kali dirumuskan oleh pendiri ilmu pupuk mineral oleh ahli kimia Jerman dan ahli kimia pertanian Justus Liebig (1803-1873) dan diberi nama hukum minimum . Yu.Liebig menemukan bahwa hasil tanaman dapat dibatasi oleh satu - salah satu - unsur nutrisi dasar, kecuali unsur ini kekurangan di dalam tanah.

Berbagai faktor lingkungan dapat berinteraksi, yaitu kekurangan suatu zat dapat menyebabkan kekurangan zat lain. Misalnya, kurangnya kelembaban di dalam tanah membatasi pasokan semua zat lain yang diperlukan untuk nutrisi tanaman. Oleh karena itu, secara umum hukum minimum dapat merumuskan sebagai berikut : keberhasilan kelangsungan hidup organisme hidup bergantung pada serangkaian kondisi; faktor pembatas, atau pembatas, adalah setiap keadaan lingkungan yang mendekati atau melampaui batas stabilitasnya. organisme dari spesies ini.

Faktor lingkungan. Unsur lingkungan yang menimbulkan reaksi adaptif (adaptasi) pada makhluk hidup dan komunitasnya disebut faktor lingkungan.

Berdasarkan asal dan sifat tindakan, faktor lingkungan diklasifikasikan: abiotik (elemen alam anorganik, atau tak hidup); biotik (bentuk pengaruh makhluk hidup satu sama lain); antropogenik ( segala bentuk kegiatan manusia yang mempengaruhi makhluk hidup keluarga).

Faktor abiotik dibagi: menjadi fisik , atau iklim (cahaya, suhu udara dan air, kelembaban udara dan tanah, angin); mendidik, atau tanah-tanah (komposisi mekanis tanah, bahan kimianya dan sifat fisik); topografi, atau orografis (fitur medan); kimia

Antropogenik (antropogenik) faktor adalah segala bentuk kegiatan masyarakat manusia yang mengubah alam sebagai habitat makhluk hidup atau mempengaruhi langsung kehidupannya. Pemisahan faktor antropogenik ke dalam kelompok tersendiri disebabkan karena saat ini nasib vegetasi bumi dan seluruh spesies organisme yang ada saat ini praktis berada di tangan masyarakat manusia.

Faktor lingkungan mempengaruhi organisme dengan cara yang berbeda. Mereka dapat bertindak sebagai iritasi, menyebabkan perubahan adaptif pada fungsi fisiologis; Bagaimana pembatas, menyebabkan ketidakmungkinan keberadaan organisme tertentu dalam kondisi tertentu; Bagaimana pengubah,

/ ekologi 1 kuliah

Kuliah 1

DASAR-DASAR EKOLOGI

Mata kuliah, tugas dan metode ekologi

Habitat dan kondisi kehidupan organisme

Faktor lingkungan

Pola kerja faktor lingkungan pada tubuh

Interaksi faktor lingkungan

Pengaruh faktor abiotik utama terhadap organisme hidup

Lingkungan biotik.

Rantai trofik (makanan).

Bentuk hubungan biotik.

Siklus energi dalam ekosistem

Mata kuliah, tugas dan metode ekologi .Ekologi(Yunani, oikos - tempat tinggal, tempat tinggal, logos - ilmu) - ilmu biologi tentang hubungan antara organisme hidup dan habitatnya. Istilah ini diusulkan pada tahun 1866. ahli zoologi Jerman Ernst Haeckel.

Daerah(Latin area - area, space) - bagian dari permukaan tanah atau perairan di mana individu-individu dari spesies tertentu (genus, famili, atau tipe komunitas tertentu) tersebar dan menjalani siklus penuh perkembangannya.

Objek ekologi sebagian besar adalah sistem di atas tingkat organisme, yaitu studi tentang organisasi dan fungsi sistem supraorganisme: populasi, biocenosis(komunitas), biogeocenosis(ekosistem) dan lingkungan umumnya. Dengan kata lain, objek utama kajian ekologi adalah ekosistem, yaitu bersatu kompleks alami dibentuk oleh organisme hidup dan lingkungannya.

Populasi- (lat. populus - orang, populasi). kumpulan individu-individu sejenis yang mendiami suatu wilayah tertentu dalam jangka waktu yang lama, kawin silang secara bebas dan relatif terisolasi dari kelompok lain yang sejenis, disebut populasi

Melihat- sekelompok organisme yang mempunyai ciri-ciri yang sama dalam struktur tubuh, fisiologi dan cara berinteraksi dengan lingkungan, mampu kawin silang satu sama lain untuk membentuk keturunan yang subur, tetapi tidak mampu melakukannya dengan organisme spesies lain.

Biocenosis- sekumpulan organisme yang menghuni suatu ekosistem, saling berhubungan melalui metabolisme, energi, dan informasi.

Biogeocenosis - ekosistem

Lingkungan, menurut definisi V.I. Vernadsky, inilah lingkungan hidup kita, inilah “alam” yang mengelilingi kita.

Komponen biosfer kota mencakup, selain manusia, semua jenis ruang hijau dan populasi hewan perkotaan. (merpati, burung pipit, gagak, gagak, unggas air yang musim dingin di perairan yang dicairkan, tikus dan mencit, serangga yang “dijinakkan” seperti lalat, nyamuk, kutu dan kecoa, kutu busuk, dan terakhir, populasi mikroba dan virus di gedung bertingkat dan apartemen kota).

Rumah tugas teoritis dan praktis ekologi- mengungkap pola umum organisasi kehidupan dan atas dasar ini mengembangkan prinsip-prinsip penggunaan sumber daya alam secara rasional dalam kondisi meningkatnya pengaruh manusia terhadap biosfer.

Masalah paling penting di zaman kita interaksi antara masyarakat manusia dan alam, karena situasi yang berkembang dalam hubungan antara manusia dan alam seringkali menjadi kritis. Persediaan hampir habis air tawar

dan mineral (minyak, gas, logam non-besi, dll.), kondisi tanah, cekungan air dan udara semakin memburuk, terjadi penggurunan di wilayah yang luas, dan pengendalian penyakit dan hama tanaman pertanian menjadi lebih rumit. Perubahan antropogenik mempengaruhi hampir seluruh ekosistem di planet ini, komposisi gas di atmosfer, dan keseimbangan energi bumi. Artinya aktivitas manusia telah bertentangan dengan alam , mengakibatkan banyak wilayah di dunia dilanggar dia.

keseimbangan dinamis Untuk memecahkan ini masalah global dalam penelitian ilmiah upaya semua spesialis di bidang biologi. Kisaran masalah lingkungan juga mencakup isu-isu pendidikan dan kesadaran lingkungan hidup, masalah moral, etika, filosofis dan bahkan hukum. Akibatnya, ekologi menjadi sains tidak hanya biologi, tapi juga sosial.

Metode ekologi dibagi menjadi:

bidang(studi tentang kehidupan organisme dan komunitasnya dalam kondisi alam, yaitu pengamatan jangka panjang di alam dengan menggunakan berbagai peralatan) dan

eksperimental(percobaan di laboratorium stasioner, di mana dimungkinkan tidak hanya untuk memvariasikan, tetapi juga untuk secara ketat mengontrol pengaruh faktor apa pun pada organisme hidup sesuai dengan program yang diberikan).

Pada saat yang sama, ahli ekologi tidak hanya mengoperasikan biologi, tetapi juga metode fisika dan kimia modern, menggunakan pemodelan fenomena biologis, yaitu pemutaran di ekosistem buatan berbagai proses yang terjadi di alam yang hidup. Melalui simulasi, Anda dapat mempelajari perilaku sistem apa pun untuk dievaluasi konsekuensi yang mungkin terjadi penerapan berbagai strategi dan metode pengelolaan sumber daya, yaitu untuk peramalan lingkungan.

Untuk mempelajari dan meramalkan proses alami juga banyak digunakan metode pemodelan matematika . Model ekosistem tersebut dibangun berdasarkan berbagai informasi yang dikumpulkan di kondisi lapangan dan laboratorium.

Pada saat yang sama, dibangun dengan benar model matematika membantu lihat apa yang sulit atau tidak mungkin untuk diuji secara eksperimental. Kombinasi metode penelitian lapangan dan eksperimental memungkinkan ahli ekologi untuk memperjelas semua aspek hubungan antara organisme hidup dan berbagai faktor lingkungan, yang tidak hanya akan memulihkan keseimbangan dinamis alam, tetapi juga mengelola ekosistem.

Habitat dan kondisi kehidupan organisme . Bagian dari alam (seperangkat kondisi abiotik dan biotik tertentu) yang secara langsung mengelilingi organisme hidup dan mempunyai dampak langsung atau tidak langsung terhadap kondisi, pertumbuhan, perkembangan, reproduksi, kelangsungan hidup disebut habitat.

Dari konsep " habitat"Konsepnya perlu dibedakan" kondisi keberadaan" - Ini seperangkat faktor lingkungan penting yang tanpanya organisme hidup tidak dapat hidup(cahaya, panas, kelembaban, udara, tanah). Sebaliknya, faktor lingkungan lainnya, meskipun mempunyai dampak signifikan terhadap organisme, namun tidak penting bagi organisme (misalnya angin, radiasi pengion alami dan buatan, listrik di atmosfer, dll.).

Faktor lingkungan - Ini unsur lingkungan yang menimbulkan reaksi adaptif (adaptasi) pada makhluk hidup dan komunitasnya.

Berdasarkan asal usul dan sifat kerjanya, faktor lingkungan dibedakan menjadi abiotik(elemen alam anorganik atau tak hidup), biotik(bentuk pengaruh makhluk hidup satu sama lain) dan antropogenik(segala bentuk aktivitas manusia yang mempengaruhi satwa liar).

Faktor abiotik dibagi dengan fisik, atau iklim(cahaya, suhu udara dan air, kelembaban udara dan tanah, angin), mendidik, atau tanah-tanah(komposisi mekanik tanah, sifat kimia dan fisiknya), topografi, atau orografis(fitur medan), kimia(salinitas air, komposisi gas air dan udara, pH tanah dan air, dll).

Faktor antropogenik (antropik).- Ini segala bentuk kegiatan masyarakat manusia yang mengubah alam sebagai habitat makhluk hidup atau berdampak langsung terhadap kehidupannya. Pemisahan faktor antropogenik ke dalam kelompok tersendiri disebabkan karena saat ini nasib vegetasi bumi dan seluruh spesies organisme yang ada saat ini praktis berada di tangan masyarakat manusia.

Satu dan hal yang sama faktor lingkungan memiliki arti yang berbeda dalam kehidupan organisme yang hidup bersama. Misalnya, rezim garam dalam tanah memainkan peran utama dalam nutrisi mineral tanaman, tetapi tidak mempengaruhi sebagian besar hewan darat. Intensitas cahaya dan komposisi spektral cahaya bersifat eksklusif penting dalam kehidupan tanaman fototrofik, dan dalam kehidupan organisme heterotrofik (jamur dan hewan air), cahaya tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap aktivitas hidupnya.

Faktor lingkungan sedang bekerja pada organisme berbeda. Mereka dapat bertindak sebagai penyebab iritasi perubahan adaptif fungsi fisiologis; Bagaimana pembatas, menyebabkan ketidakmungkinan keberadaan organisme tertentu dalam kondisi tertentu; Bagaimana pengubah, menentukan perubahan morfologi dan anatomi organisme.

Pola kerja faktor lingkungan pada tubuh . Respon organisme terhadap pengaruh faktor abiotik. Pengaruh faktor lingkungan terhadap suatu organisme hidup sangat beragam. Beberapa faktor memiliki pengaruh yang lebih kuat, faktor lainnya memiliki pengaruh yang lebih lemah; beberapa mempengaruhi semua aspek kehidupan, yang lain - tertentu proses kehidupan. Namun demikian, berdasarkan sifat dampaknya terhadap tubuh dan respons makhluk hidup, sejumlah pola umum dapat diidentifikasi yang sesuai dengan skema umum tertentu dari tindakan faktor lingkungan terhadap aktivitas kehidupan suatu organisme. Rentang aksi faktor lingkungan dibatasi oleh nilai ambang batas ekstrim yang sesuai(titik minimum dan maksimum) dimana keberadaan suatu organisme masih memungkinkan. Poin-poin ini disebut lebih rendah dan batas atas daya tahan (toleransi) makhluk hidup dalam kaitannya dengan faktor lingkungan tertentu.

Indikator terbaik fungsi vital tubuh- Ini dot optimal . Bagi sebagian besar organisme, seringkali sulit untuk menentukan nilai optimal suatu faktor dengan akurasi yang memadai, sehingga hal ini biasa dibicarakan zona optimal.

Keadaan penindasan yang ekstrim terhadap organisme dengan kekurangan yang tajam atau faktor kelebihan, ditelepon wilayah pesimis atau menekankan . Dekat titik kritis berbohong tidak mematikan besarnya faktor, A berada di luar zona kelangsungan hidup - letal.

Pola reaksi organisme terhadap pengaruh faktor lingkungan memungkinkan kita untuk menganggapnya sebagai hal yang mendasar prinsip biologis: untuk setiap jenis tumbuhan dan satwa terdapat zona optimum, zona aktivitas hidup normal, zona pesimis, dan batas daya tahan terhadap masing-masing faktor lingkungan.(Gbr. 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- titik optimal; 2-3 - zona optimal ; 3-5 - 2-6 - batas daya tahan (toleransi); 5.8 - 6,7 - keadaan ekstrim penindasan organisme - area pesimisme atau stres.

Berbagai jenis organisme hidup sangat berbeda satu sama lain baik dalam posisi optimal maupun dalam batas daya tahannya. Misalnya, rubah kutub di tundra dapat mentolerir fluktuasi suhu udara dalam kisaran sekitar 80°C (dari +30 hingga -55°C), beberapa krustasea air hangat dapat menahan perubahan suhu air dalam kisaran tidak lebih dari itu. dari 6°C (dari 23 hingga 29°C) Osilatorium cyanobacterium, yang hidup di pulau Jawa dalam air dengan suhu 64°C, mati pada suhu 68°C dalam waktu 5-10 menit.

Organisme, yang keberadaannya diperlukan kondisi lingkungan yang ditentukan secara ketat dan relatif konstan, ditelepon stenobiont(Yunani Stenos - sempit, bion - hidup), dan mereka yang tinggal di dalamnya variabilitas lingkungan yang luas, - eurybiont (Yunani eurys - lebar). Dalam hal ini, organisme dari spesies yang sama dapat memiliki amplitudo yang sempit terhadap satu faktor dan amplitudo yang lebar terhadap faktor lain (misalnya, kemampuan beradaptasi terhadap kisaran suhu yang sempit dan kisaran salinitas air yang luas). Selain itu, dosis faktor yang sama dapat menjadi optimal untuk satu spesies, pesimis bagi spesies lain, dan melampaui batas daya tahan bagi spesies ketiga.

Kemampuan organisme untuk beradaptasi terhadap kisaran variabilitas faktor tertentu lingkungan ditelepon plastisitas ekologi. Ciri ini merupakan salah satu sifat terpenting semua makhluk hidup: dengan mengatur aktivitas hidupnya sesuai dengan perubahan kondisi lingkungan, organisme memperoleh kemampuan untuk bertahan hidup dan meninggalkan keturunan. Organisme Eurybiont ramah lingkungan yang paling fleksibel, yang menyediakannya tersebar luas, A stenobiont, sebaliknya, mereka berbeda plastisitas ekologi yang lemah dan, sebagai hasilnya, biasanya terjadi wilayah distribusi yang terbatas.

Interaksi faktor lingkungan . Faktor lingkungan mempengaruhi suatu organisme hidup secara bersama-sama dan bersamaan. Pada saat yang sama tindakan satu faktor tergantung Karena dengan kekuatan apa dan dalam kombinasi apa faktor-faktor lain bertindak secara bersamaan. Pola ini telah diterima sebutkan interaksi faktor. Misalnya, panas atau embun beku lebih mudah ditanggung di udara kering dibandingkan udara lembab. Laju penguapan air dari daun tanaman (transpirasi) jauh lebih tinggi jika suhu udara tinggi dan cuaca berangin.

Namun, jika nilainya minimal salah satu yang vital faktor lingkungan mendekat ke nilai kritis atau melampaui itu(di bawah minimum atau di atas maksimum), lalu meskipun kombinasi optimal dari kondisi lain, individu berada dalam bahaya kematian. Faktor-faktor seperti ini disebut membatasi(membatasi).

Faktor Pembatas lingkungan menentukan kisaran geografis spesies tersebut. Dengan demikian, pergerakan spesies ke utara mungkin dibatasi oleh kurangnya panas, dan ke daerah gurun dan stepa kering - oleh kurangnya kelembapan atau suhu yang terlalu tinggi. Hubungan biotik juga dapat menjadi faktor pembatas persebaran organisme, misalnya pendudukan suatu wilayah oleh pesaing yang lebih kuat atau kurangnya penyerbuk untuk tanaman berbunga. Mengidentifikasi faktor-faktor pembatas dan menghilangkan dampaknya, yaitu mengoptimalkan habitat organisme hidup, merupakan tujuan praktis yang penting dalam meningkatkan produktivitas tanaman pertanian dan produktivitas hewan peliharaan.

Pengaruh faktor abiotik utama terhadap organisme hidup . Karakteristik cahaya sebagai faktor lingkungan. Alam yang hidup tidak dapat hidup tanpa cahaya, karena radiasi matahari yang mencapai permukaan bumi praktis merupakan satu-satunya sumber energi untuk menjaga keseimbangan termal planet, sehingga menciptakan bahan organik organisme fototrofik biosfer, yang pada akhirnya menjamin terbentuknya lingkungan yang mampu memuaskan kebutuhan vital semua makhluk hidup.

Efek biologis dari sinar matahari tergantung pada komposisi spektral, durasi, intensitas, frekuensi harian dan musiman.

Radiasi matahari mewakili radiasi elektromagnetik dalam berbagai gelombang yang membentuk spektrum kontinu dari 290 menjadi 3.000 nm.

Sinar ultraviolet(UVL) yang lebih pendek dari 290 nm, berbahaya bagi organisme hidup, diserap oleh lapisan ozon dan tidak mencapai bumi.

Sebagian besar lahan telah dijangkau inframerah(sekitar 50% total radiasi) dan terlihat (45%) sinar spektrum. Sinar UV yang memiliki panjang gelombang 290-380 nm menyumbang 5% energi radiasi. Sinar UV dengan panjang gelombang panjang, yang memiliki energi foton tinggi, dicirikan oleh energi foton yang tinggi aktivitas kimia. DI DALAM dosis kecil mereka memiliki efek bakterisida yang kuat, mendorong sintesis vitamin dan pigmen tertentu pada tumbuhan, dan vitamin D pada hewan dan manusia; Selain itu, menyebabkan penyamakan pada manusia, yang merupakan reaksi perlindungan kulit. Sinar inframerah panjang gelombang lebih besar dari 710 nm memiliki efek termal.

Dari sudut pandang lingkungan, wilayah spektrum yang terlihat merupakan hal yang paling penting.(390-710 nm), atau radiasi aktif fotosintesis (PAR), yang diserap oleh pigmen kloroplas dan karenanya sangat penting dalam kehidupan tanaman. Cahaya tampak dibutuhkan tumbuhan hijau untuk pembentukan klorofil, pembentukan struktur kloroplas; ia mengatur fungsi alat stomata, mempengaruhi pertukaran gas dan transpirasi, merangsang biosintesis protein dan asam nukleat, dan meningkatkan aktivitas sejumlah enzim peka cahaya. Cahaya juga mempengaruhi pembelahan dan pemanjangan sel, proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman, menentukan waktu berbunga dan berbuah, serta memiliki efek formatif.

Kondisi cahaya di planet kita sangatlah luas: mulai dari daerah yang sangat terang seperti dataran tinggi, gurun, stepa, hingga pencahayaan senja di kedalaman air dan gua.

Reaksi organisme terhadap ritme pencahayaan harian, yang dinyatakan dalam perubahan proses kepercayaan dan perkembangan, disebut fotoperiodisme. Keteraturan dan pengulangan yang konstan dari fenomena ini dari tahun ke tahun memungkinkan organisme dalam perjalanan evolusi untuk mengoordinasikan proses kehidupan terpenting mereka dengan ritme interval waktu tersebut. Di bawah kontrol fotoperiodik Hampir semua proses metabolisme yang berhubungan dengan pertumbuhan, perkembangan, aktivitas vital dan reproduksi tumbuhan dan hewan berada.

Reaksi fotoperiodik merupakan karakteristik tumbuhan dan dan binatang.

Ritme musiman pada hewan paling jelas terlihat dalam perubahan bulu pada burung dan bulu mamalia, frekuensi reproduksi dan migrasi, hibernasi beberapa hewan, dll.

Ritme biologis juga merupakan ciri khas manusia. Irama sirkadian diekspresikan dalam pergantian tidur dan terjaga, fluktuasi suhu tubuh dalam kisaran 0,7-0,8 ° C (saat fajar menurun, pada siang hari naik, pada malam hari mencapai maksimum, dan kemudian menurun lagi, terutama dengan cepat setelah a seseorang tertidur ), siklus aktivitas jantung dan ginjal, dll.

Organisme hidup mampu bernavigasi dalam waktu, yaitu mereka memiliki jam biologis. Dengan kata lain, banyak organisme dicirikan oleh kemampuan untuk merasakan siklus harian, pasang surut, bulan, dan tahunan, yang memungkinkan mereka mempersiapkan diri terlebih dahulu untuk menghadapi siklus harian, pasang surut, bulan, dan tahunan. perubahan yang akan datang lingkungan.

Batas suhu kehidupan. Kebutuhan panas untuk keberadaan organisme ditentukan terutama oleh fakta bahwa semua proses kehidupan hanya mungkin terjadi pada latar belakang termal tertentu, ditentukan oleh jumlah panas dan durasi kerjanya. Suhu organisme dan, sebagai konsekuensinya, kecepatan dan sifat semua reaksi kimia yang membentuk metabolisme bergantung pada suhu lingkungan.

Batas-batas keberadaan kehidupan adalah kondisi suhu di mana tidak terjadi denaturasi protein, perubahan ireversibel pada sifat koloid sitoplasma, gangguan aktivitas enzim, dan respirasi. Bagi sebagian besar organisme, kisaran suhu ini adalah dari 0 hingga +500. Namun, sejumlah organisme memiliki sistem enzim khusus dan beradaptasi untuk hidup aktif pada suhu di luar batas ini.

Spesies yang kondisi kehidupan optimalnya terbatas pada wilayah bersuhu tinggi diklasifikasikan sebagai kelompok lingkungan hidup termofil(bakteri yang menghuni mata air panas Kamchatka dengan suhu air 85-93 ° C, beberapa jenis ganggang hijau, lumut kerak, benih tanaman gurun yang terletak di lapisan atas tanah yang panas. Batas suhu perwakilan dunia hewan biasanya tidak melebihi +55-58 °C ( amuba testis, nematoda, tungau, beberapa krustasea, larva banyak dipteran).

Tumbuhan dan hewan yang tetap aktif pada suhu 0 hingga -8°C. lihat kelompok ekologi cryophiles(Yunani Kryos - dingin, es). Cryophilia adalah ciri khas banyak bakteri, jamur, lumut kerak, artropoda, dan makhluk lain yang hidup di tundra, gurun Arktik dan Antartika, pegunungan tinggi, perairan kutub dingin, dll.

Perwakilan dari sebagian besar spesies organisme hidup tidak memiliki kemampuan untuk secara aktif mengatur suhu tubuh mereka. Aktivitas mereka terutama bergantung pada panas yang datang dari luar, dan suhu tubuh mereka bergantung pada suhu lingkungan. Organisme yang demikian disebut poikilotermik (ektotermik). Poikilotermi merupakan karakteristik semua mikroorganisme, tumbuhan, invertebrata, dan sebagian besar chordata.

Hanya di burung dan mamalia panas yang dihasilkan selama metabolisme intensif berfungsi sebagai sumber yang cukup andal untuk meningkatkan suhu tubuh dan mempertahankannya pada tingkat yang konstan terlepas dari suhu lingkungan. Hal ini difasilitasi oleh insulasi termal yang baik yang diciptakan oleh bulu, bulu lebat, dan lapisan jaringan lemak subkutan yang tebal. Organisme yang demikian disebut homoiothermic (endotermik, atau berdarah panas). Properti endotermik memungkinkan banyak spesies hewan (beruang kutub, pinniped, penguin, dll.) untuk berperilaku gaya hidup aktif pada suhu rendah.

Kasus khusus homeotermi - heterotermi- karakteristik hewan yang mengalami hibernasi atau mati suri sementara selama periode yang tidak menguntungkan dalam setahun (akan menghubungkan, landak, kelelawar, dormice, dll.). DI DALAM keadaan aktif mereka mendukung suhu tubuh yang tinggi, dan dalam kasus ini aktivitas tubuh rendah - berkurang, yang disertai dengan perlambatan proses metabolisme dan, sebagai akibatnya, perpindahan panas yang rendah.

Peran ekologis lembu. Air adalah suatu kondisi yang diperlukan keberadaan semua organisme hidup di Bumi. Pentingnya air dalam proses kehidupan ditentukan oleh fakta bahwa air merupakan lingkungan utama di dalam sel tempat berlangsungnya proses metabolisme dan berfungsi sebagai produk awal, antara, atau akhir yang paling penting dari reaksi biokimia.

Saat mempelajari peran ekologis air diperhitungkan tidak hanya kuantitas pengendapan, Tetapi Dan rasio ukuran dan penguapannya. Daerah yang penguapannya melebihi curah hujan tahunan disebut kering(kering, gersang). DI DALAM daerah lembab (lembab). tanaman diberi air yang cukup.

Tumbuhan terestrial tingkat tinggi yang menjalani gaya hidup terikat, lebih bergantung pada pasokan substrat dan udara dengan kelembapan dibandingkan hewan. Ada tiga kelompok utama tumbuhan:

Higrofit- tanaman di habitat yang terlalu lembab dengan kelembapan udara dan tanah yang tinggi. Higrofit yang paling khas adalah tumbuhan herba dan epifit basah hutan tropis dan lapisan bawah hutan lembab di zona iklim yang berbeda. yang merupakan tanaman budidaya.

Xerofit- tanaman di habitat kering yang tahan terhadap kekeringan berkepanjangan namun tetap aktif secara fisiologis. Ini adalah tumbuhan gurun, stepa kering, sabana, subtropis kering, bukit pasir, dan lereng kering yang sangat panas.

Kelompok xerofit meliputi sukulen- tanaman dengan daun atau batang yang segar dan berdaging yang mengandung jaringan akuifer yang sangat berkembang. Ada sukulen daun (agaves, aloe, young, sedum) dan sukulen batang, yang daunnya mengecil, dan bagian atas tanah diwakili oleh batang berdaging (kaktus, beberapa milkweed, slipways, dll.).

Tanaman sukulen terutama terbatas di zona kering Amerika Tengah, Afrika Selatan, dan Mediterania.

Mesofit menempati posisi perantara antara higrofit dan xerofit. Mereka umum ditemukan di daerah yang cukup lembab dengan kondisi cukup hangat dan pasokan nutrisi mineral yang cukup baik. Mesofit termasuk tanaman padang rumput, tutupan hutan herba, pohon gugur dan semak dari daerah beriklim sedang iklim lembab, serta sebagian besar tanaman budidaya dan gulma. Mesofit dicirikan oleh plastisitas ekologis yang tinggi, memungkinkan mereka beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan.

Adaptasi hewan terhadap rezim air. Cara pengaturan keseimbangan air pada hewan lebih beragam dibandingkan pada tumbuhan. Mereka dapat dibagi menjadi perilaku, morfologi dan fisiologis.

Diantaranya adaptasi perilaku termasuk mencari perairan, memilih habitat, menggali lubang, dll. Di dalam lubang, kelembapan udara mendekati 100%, yang mengurangi penguapan melalui integumen dan menghemat kelembapan dalam tubuh.

KE metode morfologi mempertahankan keseimbangan air normal termasuk formasi yang mendorong retensi air dalam tubuh; ini adalah cangkang moluska darat, tidak adanya kelenjar kulit dan keratinisasi pada integumen reptil, kutikula serangga yang mengandung kitin, dll.

Adaptasi fisiologis untuk pengaturan metabolisme air dapat dibagi menjadi tiga kelompok:

1) kemampuan sejumlah spesies untuk membentuk air metabolisme dan merasa puas dengan kelembaban yang didapat dari makanan (banyak serangga, hewan pengerat gurun kecil);

Lingkungan adalah serangkaian kondisi unik yang mengelilingi organisme hidup yang mempengaruhinya, mungkin kombinasi dari fenomena, badan material, energi. Faktor lingkungan adalah faktor lingkungan dimana organisme harus beradaptasi. Hal ini dapat berupa penurunan atau peningkatan suhu, kelembapan atau kekeringan, radiasi latar, aktivitas manusia, persaingan antar hewan, dan lain-lain. Istilah “habitat” pada hakikatnya berarti bagian alam tempat organisme hidup, yang dipengaruhi oleh pengaruh langsung atau tidak langsung terhadap organisme tersebut. pengaruh. Ini adalah faktor-faktor, karena mereka mempengaruhi subjek dengan satu atau lain cara. Lingkungan terus berubah, komponen-komponennya beragam, sehingga hewan, tumbuhan, bahkan manusia harus terus beradaptasi, beradaptasi dengan kondisi baru agar dapat bertahan hidup dan berkembang biak.

Klasifikasi faktor lingkungan

Organisme hidup dapat dipengaruhi oleh pengaruh alami dan buatan. Ada beberapa jenis klasifikasi, namun jenis faktor lingkungan yang paling umum adalah abiotik, biotik, dan antropogenik. Semua organisme hidup sampai tingkat tertentu dipengaruhi oleh fenomena dan komponen alam mati. Ini adalah faktor abiotik yang mempengaruhi aktivitas kehidupan manusia, tumbuhan, dan hewan. Mereka, pada gilirannya, dibagi menjadi edafik, iklim, kimia, hidrografi, pirogenik, orografis.

Mode cahaya, kelembaban, suhu, tekanan atmosfer dan curah hujan, radiasi matahari, angin dapat dikaitkan dengan faktor iklim. Pengaruh edafik pada organisme hidup melalui panas, udara dan komposisi kimianya serta struktur mekanik, tingkat air tanah, keasaman. Faktor kimia adalah komposisi garam air dan komposisi gas di atmosfer. Pyrogenic - dampak kebakaran terhadap lingkungan. Makhluk hidup terpaksa beradaptasi dengan medan, perubahan ketinggian, serta karakteristik air dan kandungan zat organik dan mineral di dalamnya.

Faktor lingkungan biotik adalah hubungan organisme hidup, serta dampak hubungan mereka terhadap lingkungan. Pengaruhnya bisa langsung dan tidak langsung. Misalnya, beberapa organisme mampu mempengaruhi iklim mikro, perubahan, dll. Faktor biotik dibagi menjadi empat jenis: fitogenik (tumbuhan mempengaruhi lingkungan dan satu sama lain), zoogenik (hewan mempengaruhi lingkungan dan satu sama lain), mikogenik (jamur memiliki dampak) dan mikrobiogenik (mikroorganisme adalah pusat kejadian).

Faktor lingkungan antropogenik adalah perubahan kondisi kehidupan organisme akibat aktivitas manusia. Tindakan dapat dilakukan secara sadar atau tidak sadar. Namun, mereka mengarah pada perubahan yang tidak dapat diubah di alam. Manusia merusak lapisan tanah, mencemari atmosfer dan air dengan zat berbahaya, serta mengganggu pemandangan alam. Faktor antropogenik dapat dibagi menjadi empat subkelompok utama: biologis, kimia, sosial dan fisik. Semuanya, pada tingkat tertentu, mempengaruhi hewan, tumbuhan, mikroorganisme, berkontribusi pada munculnya spesies baru dan memusnahkan spesies lama dari muka bumi.

Pengaruh kimiawi faktor lingkungan terhadap organisme terutama berdampak negatif terhadap lingkungan. Untuk mencapai hasil panen yang baik, masyarakat menggunakan pupuk mineral dan membunuh hama dengan racun, sehingga mencemari tanah dan air. Limbah transportasi dan industri juga harus ditambahkan di sini. Faktor fisik melibatkan perjalanan dengan pesawat, kereta api, mobil, penggunaan energi nuklir, dampak getaran dan kebisingan pada organisme. Kita juga tidak boleh melupakan hubungan antar manusia dan kehidupan bermasyarakat. Faktor biologis mencakup organisme yang sumber makanan atau habitatnya bagi manusia, dan produk makanan juga harus dimasukkan di sini.

Kondisi lingkungan

Tergantung pada karakteristik dan kekuatan Anda berbagai organisme bereaksi berbeda terhadap faktor abiotik. Kondisi lingkungan berubah seiring waktu dan, tentu saja, mengubah aturan kelangsungan hidup, perkembangan dan reproduksi mikroba, hewan, dan jamur. Misalnya, kehidupan tumbuhan hijau di dasar waduk dibatasi oleh banyaknya cahaya yang dapat menembus kolom air. Jumlah hewan dibatasi oleh banyaknya oksigen. Suhu mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap makhluk hidup, karena penurunan atau kenaikannya mempengaruhi perkembangan dan reproduksi. Selama Zaman Es, tidak hanya mamut dan dinosaurus yang punah, tetapi juga banyak hewan, burung, dan tumbuhan lainnya, sehingga mengubah lingkungan. Kelembaban, suhu dan cahaya merupakan faktor utama yang menentukan kondisi kehidupan organisme.

Lampu

Matahari memberi kehidupan bagi banyak tumbuhan; bagi hewan, matahari tidak sepenting bagi tumbuhan, tetapi mereka tetap tidak dapat hidup tanpanya. Cahaya alami adalah musim semi alami energi. Banyak tanaman dibagi menjadi menyukai cahaya dan tahan naungan. Spesies hewan yang berbeda menunjukkan negatif atau reaksi positif ke cahaya. Namun matahari memiliki pengaruh paling penting terhadap siklus siang dan malam, karena berbagai perwakilan fauna menjalani gaya hidup nokturnal atau diurnal secara eksklusif. Pengaruh faktor lingkungan terhadap organisme sulit untuk ditaksir terlalu tinggi, namun jika kita berbicara tentang hewan, maka pencahayaan tidak mempengaruhi mereka secara langsung, itu hanya menandakan perlunya mengatur ulang proses yang terjadi di dalam tubuh, yang menyebabkan makhluk hidup bereaksi terhadap perubahan eksternal. kondisi.

Kelembaban

Semua makhluk hidup sangat bergantung pada air, karena air diperlukan untuk fungsi normalnya. Kebanyakan organisme tidak dapat hidup di udara kering; cepat atau lambat mereka akan mati. Jumlah curah hujan yang turun selama periode tertentu mencirikan kelembapan daerah tersebut. Lumut menangkap uap air dari udara, tumbuhan mencari makan dengan menggunakan akar, hewan meminum air, serangga dan amfibi mampu menyerapnya melalui integumen tubuh. Ada makhluk yang memperoleh cairan melalui makanan atau melalui oksidasi lemak. Baik tumbuhan maupun hewan memiliki banyak adaptasi yang memungkinkan mereka membuang air lebih lambat dan menghematnya.

Suhu

Setiap organisme memiliki kisaran suhunya sendiri. Jika melampaui batas, naik atau turun, maka dia bisa mati begitu saja. Pengaruh faktor lingkungan terhadap tumbuhan, hewan dan manusia dapat bersifat positif dan negatif. Dalam kisaran suhu tersebut, organisme berkembang secara normal, tetapi begitu suhu mendekati batas bawah atau atas, proses kehidupan melambat dan kemudian berhenti sama sekali, yang menyebabkan kematian makhluk tersebut. Ada yang butuh dingin, ada yang butuh kehangatan, dan ada yang bisa hidup dalam kondisi lingkungan berbeda. Misalnya, bakteri dan lumut kerak dapat bertahan pada berbagai suhu; harimau tumbuh subur di daerah tropis dan Siberia. Namun sebagian besar organisme hanya bertahan hidup dalam batas suhu yang sempit. Misalnya, karang tumbuh di air pada suhu 21°C. Suhu rendah atau panas berlebih berakibat fatal bagi mereka.

Di daerah tropis, fluktuasi cuaca hampir tidak terlihat, tidak demikian halnya dengan zona beriklim sedang. Organisme terpaksa beradaptasi dengan perubahan musim; banyak yang melakukan migrasi panjang dengan awal musim dingin, dan tanaman mati sama sekali. Dalam kondisi suhu yang tidak menguntungkan, beberapa makhluk berhibernasi untuk menunggu periode yang tidak sesuai bagi mereka. Ini hanyalah faktor lingkungan utama; organisme juga dipengaruhi oleh tekanan atmosfer, angin, dan ketinggian.

Dampak faktor lingkungan terhadap organisme hidup

Perkembangan dan reproduksi makhluk hidup sangat dipengaruhi oleh lingkungannya. Semua kelompok faktor lingkungan biasanya bertindak secara kompleks, dan tidak satu per satu. Kekuatan pengaruh yang satu bergantung pada yang lain. Misalnya, pencahayaan tidak dapat digantikan oleh karbon dioksida, tetapi dengan mengubah suhu, fotosintesis tanaman dapat dihentikan. Semua faktor mempengaruhi organisme sampai tingkat tertentu dengan cara yang berbeda. Peran utama dapat bervariasi tergantung waktu dalam setahun. Misalnya, di musim semi, suhu penting bagi banyak tanaman, selama periode pembungaan, kelembapan tanah, dan selama pematangan, kelembapan udara dan nutrisi. Ada pula yang kelebihan atau kekurangan yang mendekati batas daya tahan tubuh. Efeknya terwujud bahkan ketika makhluk hidup berada dalam lingkungan yang mendukung.

Pengaruh faktor lingkungan terhadap tumbuhan

Untuk setiap perwakilan tumbuhan, alam sekitarnya dianggap sebagai habitatnya. Ini menciptakan semua faktor lingkungan yang diperlukan. Habitat menyediakan tanaman dengan kelembaban tanah dan udara yang diperlukan, penerangan, suhu, angin, dan jumlah nutrisi yang optimal di dalam tanah. Tingkat faktor lingkungan yang normal memungkinkan organisme untuk tumbuh, berkembang, dan bereproduksi secara normal. Beberapa kondisi dapat berdampak negatif terhadap tanaman. Misalnya, jika Anda menanam tanaman di lahan yang sudah kosong, yang tanahnya tidak memiliki cukup unsur hara, maka tanaman tersebut akan tumbuh sangat lemah atau tidak tumbuh sama sekali. Faktor ini bisa disebut pembatas. Namun tetap saja, sebagian besar tanaman beradaptasi dengan kondisi kehidupan.

Perwakilan flora yang tumbuh di gurun beradaptasi dengan kondisi dengan bantuan bentuk khusus. Mereka biasanya memiliki akar yang sangat panjang dan kuat yang dapat masuk hingga kedalaman 30 m ke dalam tanah. Sistem akar yang dangkal juga dimungkinkan, memungkinkan mereka mengumpulkan kelembapan selama hujan singkat. Pepohonan dan semak menyimpan air di batang (seringkali berubah bentuk), daun, dan dahan. Beberapa penghuni gurun mampu menunggu selama beberapa bulan untuk mendapatkan kelembapan yang memberi kehidupan, tetapi yang lain hanya enak dipandang selama beberapa hari. Misalnya, tanaman ephemeral menyebarkan benih yang hanya berkecambah setelah hujan, kemudian gurun mekar di pagi hari, dan bunganya layu di siang hari.

Pengaruh faktor lingkungan terhadap tanaman juga mempengaruhi kondisi dingin. Tundra memiliki iklim yang sangat keras, musim panasnya singkat dan tidak bisa disebut hangat, tetapi cuaca beku berlangsung dari 8 hingga 10 bulan. Tutupan salju tidak signifikan, dan angin menyinari tanaman sepenuhnya. Perwakilan flora biasanya memiliki sistem akar yang dangkal, kulit daun tebal dengan lapisan lilin. Tanaman mengumpulkan pasokan nutrisi yang diperlukan selama periode ketika pohon Tundra menghasilkan benih yang hanya berkecambah setiap 100 tahun sekali selama periode kondisi yang paling menguntungkan. Namun lumut kerak dan lumut telah beradaptasi untuk berkembang biak secara vegetatif.

Tumbuhan memungkinkan mereka berkembang dalam berbagai kondisi. Perwakilan flora bergantung pada kelembapan dan suhu, tetapi mereka paling membutuhkan sinar matahari. Ini mengubah struktur internal dan penampilan mereka. Misalnya, jumlah cahaya yang cukup memungkinkan pepohonan menumbuhkan tajuk yang mewah, namun semak dan bunga yang tumbuh di tempat teduh tampak tertekan dan lemah.

Ekologi dan manusia seringkali mengambil jalan yang berbeda. Aktivitas manusia mempunyai dampak buruk terhadap lingkungan. Pekerjaan perusahaan industri, kebakaran hutan, transportasi, polusi udara dari emisi pembangkit listrik, pabrik, air dan tanah dengan sisa-sisa produk minyak bumi - semua ini berdampak negatif pada pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi tanaman. Dalam beberapa tahun terakhir, banyak spesies flora yang masuk dalam Buku Merah, banyak yang punah.

Pengaruh faktor lingkungan terhadap manusia

Dua abad yang lalu, manusia jauh lebih sehat dan kuat secara fisik dibandingkan saat ini. Aktivitas kerja senantiasa memperumit hubungan antara manusia dan alam, namun hingga titik tertentu mereka berhasil rukun. Hal ini dicapai karena sinkronisitas cara hidup masyarakat dengan rezim alam. Setiap musim memiliki semangat kerja tersendiri. Misalnya, di musim semi, para petani membajak tanah, menabur sereal, dan tanaman lainnya. Di musim panas mereka bercocok tanam, menggembalakan ternak, di musim gugur mereka memanen, di musim dingin mereka melakukan pekerjaan rumah tangga dan beristirahat. Budaya kesehatan merupakan elemen penting budaya umum manusia, kesadaran individu berubah di bawah pengaruh kondisi alam.

Segalanya berubah secara dramatis pada abad ke-20, pada masa lompatan besar dalam perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan. Tentu saja, bahkan sebelum ini, aktivitas manusia telah merusak lingkungan secara signifikan, tetapi di sini semua rekor dampak negatif terhadap lingkungan telah dipecahkan. Klasifikasi faktor lingkungan memungkinkan kita untuk menentukan apa yang dipengaruhi oleh masyarakat pada tingkat yang lebih besar dan apa yang pada tingkat yang lebih kecil. Umat ​​​​manusia hidup dalam mode siklus produksi, dan ini tidak bisa tidak mempengaruhi kesehatannya. Tidak ada periodisitas, orang melakukan pekerjaan yang sama sepanjang tahun, sedikit istirahat, dan selalu terburu-buru untuk pergi ke suatu tempat. Tentu, kondisi kerja dan kehidupan berubah sisi yang lebih baik, namun akibat dari kenyamanan tersebut sangat tidak menguntungkan.

Saat ini, air, tanah, udara tercemar, dampak buruknya menghancurkan tumbuhan dan hewan, serta merusak struktur dan struktur. Menipisnya lapisan ozon juga menimbulkan dampak yang menakutkan. Semua ini mengarah pada perubahan genetik, mutasi, kesehatan masyarakat semakin memburuk setiap tahun, dan jumlah pasien dengan penyakit yang tidak dapat disembuhkan terus bertambah. Manusia sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, dan biologi mempelajari pengaruh ini. Sebelumnya orang bisa mati karena kedinginan, kepanasan, kelaparan, kehausan; di zaman kita, umat manusia sedang “menggali kuburnya sendiri.” Gempa bumi, tsunami, banjir, kebakaran - semua fenomena alam ini merenggut nyawa manusia, namun manusia bahkan lebih merugikan diri mereka sendiri. Planet kita ibarat kapal yang melaju menuju bebatuan dengan kecepatan tinggi. Kita perlu berhenti sebelum terlambat, memperbaiki situasi, berusaha mengurangi polusi udara, dan lebih dekat dengan alam.

Dampak manusia terhadap lingkungan

Orang-orang mengeluh tentang perubahan lingkungan yang tiba-tiba, penurunan kesehatan dan kesejahteraan secara umum, namun mereka jarang menyadari bahwa mereka sendirilah yang harus disalahkan atas hal ini. Berbagai jenis faktor lingkungan telah berubah selama berabad-abad, ada periode pemanasan dan pendinginan, laut mengering, pulau-pulau tenggelam. Tentu saja alam memaksa manusia untuk beradaptasi dengan kondisi, namun alam tidak memberikan batasan yang tegas bagi manusia dan tidak bertindak secara spontan dan cepat. Dengan berkembangnya teknologi dan ilmu pengetahuan, segalanya berubah secara signifikan. Dalam satu abad, umat manusia telah mencemari planet ini sedemikian rupa sehingga para ilmuwan tidak tahu bagaimana cara mengubah situasi tersebut.

Kita masih ingat mamut dan dinosaurus yang punah pada Zaman Es akibat cuaca dingin yang tajam, dan berapa banyak spesies hewan dan tumbuhan yang musnah dari muka bumi selama 100 tahun terakhir, berapa banyak lagi yang ada di bumi. ambang kepunahan? Kota-kota besar dipenuhi pabrik, pestisida digunakan secara aktif di desa-desa, mencemari tanah dan air, dan terjadi kejenuhan transportasi di mana-mana. Praktis tidak ada tempat tersisa di planet ini yang bisa membanggakan udara bersih, tanah dan air yang tidak tercemar. Penggundulan hutan, kebakaran tanpa akhir, yang tidak hanya disebabkan oleh panas yang tidak normal, tetapi juga oleh aktivitas manusia, pencemaran badan air dengan produk minyak, emisi berbahaya di atmosfer - semua ini berdampak negatif pada perkembangan dan reproduksi organisme hidup dan tidak membaik. kesehatan manusia dengan cara apapun.

“Entah seseorang akan mengurangi jumlah asap di udara, atau asap akan mengurangi jumlah manusia di bumi,” demikian kata-kata L. Baton. Memang benar, gambaran masa depan terlihat menyedihkan. Pemikiran terbaik umat manusia sedang berjuang untuk mengurangi skala polusi, program sedang dibuat, berbagai filter pembersih sedang ditemukan, dan alternatif sedang dicari untuk objek-objek yang paling mencemari lingkungan saat ini.

Cara untuk memecahkan masalah lingkungan

Ekologi dan manusia saat ini tidak dapat mencapai konsensus. Semua orang di pemerintahan harus bekerja sama untuk menyelesaikan permasalahan yang ada. Segala sesuatu harus dilakukan untuk mengalihkan produksi ke siklus tertutup yang bebas limbah; dalam perjalanannya, teknologi hemat energi dan material dapat digunakan. Pengelolaan alam harus rasional dan memperhatikan karakteristik daerah. Meningkatnya jumlah spesies makhluk hidup yang berada di ambang kepunahan memerlukan perluasan kawasan lindung segera. Dan yang terpenting, masyarakat harus dididik, selain pendidikan lingkungan hidup secara umum.

Istilah "ekologi" diperkenalkan ke dalam sains oleh orang Jerman ilmuwan Ernst Haeckel (E. Haeckel) pada tahun 1869. Definisi formal cukup mudah diberikan, karena kata “ekologi” berasal dari kata Yunani “oikos” - tempat tinggal, tempat berlindung dan “logos” - ilmu. Oleh karena itu, ekologi sering diartikan sebagai ilmu tentang hubungan antara organisme atau kelompok organisme (populasi, spesies) dengan lingkungannya. Dengan kata lain, mata pelajaran ekologi adalah seperangkat hubungan antara organisme dengan kondisi keberadaannya (lingkungan), yang menjadi sandaran keberhasilan kelangsungan hidup, perkembangan, reproduksi, persebaran, dan daya saingnya.

Dalam botani, istilah “ekologi” pertama kali digunakan oleh ahli botani Denmark E. Warming pada tahun 1895.

DI DALAM dalam arti luas Medium (atau lingkungan) dipahami sebagai totalitas benda material, fenomena dan energi, gelombang dan medan yang mempengaruhi dengan satu atau lain cara. Namun, lingkungan yang berbeda tidak dianggap sama oleh organisme hidup, karena signifikansinya bagi kehidupan berbeda. Diantaranya ada yang praktis acuh tak acuh terhadap tumbuhan, misalnya gas inert yang terkandung di atmosfer. Sebaliknya, unsur-unsur lingkungan lainnya mempunyai pengaruh yang nyata dan seringkali signifikan terhadap tanaman. Faktor-faktor tersebut disebut faktor lingkungan. Misalnya saja cahaya, air di atmosfer dan di dalam tanah, udara, salinisasi air tanah, radioaktivitas alami dan buatan, dll.). Dengan semakin dalamnya pengetahuan kita, daftar faktor lingkungan semakin bertambah, karena dalam beberapa kasus ditemukan bahwa tumbuhan mampu bereaksi terhadap unsur-unsur lingkungan yang sebelumnya dianggap acuh tak acuh (misalnya, medan magnet, paparan kebisingan yang kuat, medan listrik dll.).

Klasifikasi faktor lingkungan

Faktor lingkungan dapat diklasifikasikan dalam sistem koordinat konseptual yang berbeda.

Misalnya, ada faktor lingkungan sumber daya dan non-sumber daya. Faktor sumber daya adalah zat dan (atau) yang terlibat dalam siklus biologis komunitas tumbuhan (misalnya cahaya, air, kandungan unsur hara mineral dalam tanah, dll); Oleh karena itu, faktor non-sumber daya tidak berpartisipasi dalam siklus transformasi materi dan energi dan ekosistem (misalnya, relief).

Ada juga faktor lingkungan langsung dan tidak langsung. Yang pertama secara langsung mempengaruhi metabolisme, proses morfogenesis, pertumbuhan dan perkembangan (cahaya), yang kedua mempengaruhi tubuh melalui perubahan faktor lain (misalnya, bentuk interaksi transabiotik dan transbiotik). Sejak di berbeda situasi lingkungan banyak faktor yang dapat bertindak baik secara langsung maupun tidak langsung; lebih baik berbicara bukan tentang pemisahan faktor-faktor, tetapi tentang pengaruh langsung atau tidak langsungnya terhadap tanaman.

Klasifikasi faktor lingkungan yang paling banyak digunakan menurut asal usul dan sifat kerjanya adalah:

I. Faktor abiotik:

a) iklim - cahaya, panas (komposisi dan pergerakannya), kelembaban (termasuk curah hujan dalam berbagai bentuk, kelembaban udara), dll.;

b) edafik (atau tanah-tanah) - sifat fisik (komposisi ukuran partikel, permeabilitas air) dan kimia (pH tanah, kandungan unsur hara mineral, unsur makro dan mikro, dll.) tanah;

c) topografi (atau orografis) - kondisi bantuan.

II. Faktor biotik:

a) fitogenik - langsung dan dampak tidak langsung tanaman ko-habitat;

b) zoogenik - pengaruh langsung dan tidak langsung dari hewan (makan, menginjak-injak, aktivitas menggali, penyerbukan, distribusi buah dan biji);

c) faktor prokariotogenik - pengaruh bakteri dan ganggang biru-hijau (efek negatif bakteri fitopatogenik, efek positif dari bakteri pengikat nitrogen, actinomycetes, dan sianida yang hidup bebas dan bersimbiosis);

Anda dapat membaca lebih lanjut tentang faktor biotik di artikel

Bentuk spesifik dampak manusia terhadap vegetasi, arah, dan skalanya memungkinkan untuk mengidentifikasi faktor antropogenik.

AKU AKU AKU. Faktor antropogenik yang terkait dengan bentuk multilateral aktivitas pertanian manusia (penggembalaan, pembuatan jerami), aktivitas industrinya (emisi gas, konstruksi, pertambangan, komunikasi transportasi dan jaringan pipa), dengan eksplorasi ruang angkasa dan kegiatan rekreasi.

Tidak semuanya cocok dengan klasifikasi sederhana ini, tetapi hanya faktor lingkungan utama saja. Ada tumbuhan lain yang kurang penting bagi kehidupan (listrik atmosfer, medan magnet bumi, radiasi pengion, dll).

Namun perlu dicatat bahwa pembagian di atas sampai batas tertentu bersifat arbitrer, karena (dan ini penting untuk ditekankan baik secara teoritis maupun secara teoritis). dalam istilah praktis) lingkungan mempengaruhi organisme secara keseluruhan, dan pemisahan faktor-faktor serta klasifikasinya tidak lebih dari suatu teknik metodologis yang memfasilitasi pengetahuan dan studi tentang pola hubungan antara tumbuhan dan lingkungan.

Pola umum pengaruh faktor lingkungan

Pengaruh faktor lingkungan terhadap suatu organisme hidup sangat beragam. Beberapa faktor - yang utama - memiliki pengaruh yang lebih kuat, yang lain - yang sekunder - memiliki pengaruh yang lebih lemah; Beberapa faktor mempengaruhi semua aspek kehidupan tanaman, faktor lain mempengaruhi proses kehidupan tertentu. Namun demikian, kita dapat membayangkan diagram umum ketergantungan reaksi tubuh di bawah pengaruh faktor lingkungan.

Jika intensitas faktor dalam ekspresi fisiknya diplot sepanjang sumbu absis (X) ( , konsentrasi garam dalam larutan tanah, pH, penerangan habitat, dll.), dan sepanjang sumbu ordinat (Y) - the reaksi organisme atau populasi terhadap faktor ini dalam ekspresi kuantitatifnya (intensitas proses fisiologis tertentu - fotosintesis, penyerapan air oleh akar, pertumbuhan, dll.; karakteristik morfologi - tinggi tanaman, ukuran daun, jumlah benih yang dihasilkan, dll.; karakteristik populasi - jumlah individu per satuan luas , frekuensi kemunculan, dll), kita peroleh gambar berikut.

Kisaran aksi suatu faktor lingkungan (wilayah toleransi suatu spesies) dibatasi oleh titik minimum dan maksimum, yang sesuai dengan nilai ekstrem dari faktor tersebut yang memungkinkan keberadaan tumbuhan. Titik pada sumbu x yang sesuai dengan indikator kinerja terbaik pabrik berarti nilai optimal dari faktor tersebut - ini adalah titik optimal. Karena sulitnya menentukan titik ini secara tepat, mereka biasanya membicarakan semacam zona optimal, atau zona nyaman. Titik optimum, minimum dan maksimum merupakan tiga titik mata angin yang menentukan kemungkinan reaksi suatu spesies terhadap suatu faktor tertentu. Bagian ekstrim dari kurva, yang menyatakan keadaan penindasan dengan kekurangan atau kelebihan yang tajam suatu faktor, disebut daerah pessimum; mereka sesuai dengan nilai pesimis dari faktor tersebut. Di dekat titik kritis terdapat nilai faktor yang tidak mematikan, dan di luar zona toleransi - nilai yang mematikan.

Spesies berbeda satu sama lain dalam posisi optimal dalam gradien faktor lingkungan. Misalnya saja sikap terhadap panas pada spesies Arktik dan tropis. Lebar rentang aksi suatu faktor (atau zona optimal) juga dapat berbeda. Ada spesies, misalnya, yang tingkat pencahayaannya rendah (lumut gua) atau tingkat pencahayaan yang relatif tinggi (tanaman dataran tinggi) adalah optimal. Tetapi ada juga spesies yang diketahui tumbuh sama baiknya baik dalam cahaya penuh maupun dalam naungan yang cukup (misalnya, landak - Dactylis glomerata).

Demikian pula, beberapa rumput padang rumput lebih menyukai tanah dengan kisaran keasaman tertentu yang agak sempit, sementara rumput lainnya tumbuh dengan baik pada kisaran pH yang luas - dari asam kuat hingga basa. Kasus pertama menunjukkan amplitudo ekologi tanaman yang sempit (stenobiont atau stenotopic), yang kedua - amplitudo ekologi yang luas (tanaman eurybiont atau eurytopic). Di antara kategori eurytopic dan stenotopic terdapat sejumlah kategori kualitatif menengah (hemieurytopic, hemistenopic).

Luasnya amplitudo ekologi sehubungan dengan faktor lingkungan yang berbeda seringkali berbeda. Ada kemungkinan untuk menjadi stenotopic terhadap satu faktor dan eurytopic terhadap faktor lain: misalnya, tanaman dapat dibatasi pada kisaran suhu yang sempit dan kisaran salinitas yang luas.

Interaksi faktor lingkungan

Faktor lingkungan mempengaruhi tumbuhan secara bersama-sama dan serentak, dan tindakan salah satu faktor masuk secara luas bergantung pada “latar belakang ekologis”, yaitu pada ekspresi kuantitatif faktor-faktor lain. Fenomena interaksi faktor-faktor ini tergambar jelas dalam contoh percobaan dengan lumut air Fontinalis. Eksperimen ini dengan jelas menunjukkan bahwa pencahayaan mempunyai pengaruh yang berbeda terhadap intensitas fotosintesis pada kandungan CO 2 yang berbeda.

Percobaan juga menunjukkan bahwa efek biologis serupa dapat diperoleh dengan mengganti sebagian tindakan satu faktor dengan faktor lainnya. Jadi, intensitas fotosintesis yang sama dapat dicapai dengan meningkatkan iluminasi hingga 18 ribu lux, atau, pada iluminasi lebih rendah, dengan meningkatkan konsentrasi CO 2.

Di sini, sebagian tindakan dari satu faktor lingkungan dengan faktor lingkungan lainnya dapat dipertukarkan. Pada saat yang sama, tidak ada faktor lingkungan penting yang dapat digantikan oleh faktor lain: tanaman hijau tidak dapat tumbuh dalam kegelapan total, bahkan dengan nutrisi mineral yang sangat baik atau dengan air suling dalam kondisi termal yang optimal. Dengan kata lain, terdapat penggantian sebagian dari faktor-faktor lingkungan utama dan pada saat yang sama faktor-faktor tersebut tidak dapat digantikan sepenuhnya (dalam pengertian ini, kadang-kadang faktor-faktor tersebut juga dikatakan sama pentingnya bagi kehidupan tumbuhan). Jika nilai paling sedikit salah satu faktor penting melampaui batas toleransi (di bawah nilai minimum dan di atas nilai maksimum), maka keberadaan suatu organisme menjadi tidak mungkin.

Faktor pembatas

Jika salah satu faktor yang membentuk kondisi keberadaan memiliki nilai pesimis, maka faktor tersebut membatasi kerja faktor-faktor lainnya (tidak peduli seberapa menguntungkannya) dan menentukan hasil akhir dari tindakan lingkungan terhadap tanaman. Hasil akhir ini hanya dapat diubah dengan mempengaruhi faktor pembatas. “Hukum faktor pembatas” ini pertama kali dirumuskan dalam kimia pertanian oleh ahli kimia pertanian Jerman, salah satu pendiri kimia pertanian, Justus Liebig pada tahun 1840 dan oleh karena itu sering disebut hukum Liebig.

Ia memperhatikan bahwa jika ada kekurangan dalam tanah atau larutan unsur hara salah satu yang diperlukan unsur kimia, tidak ada pupuk yang mengandung unsur lain yang berpengaruh pada tanaman, dan hanya penambahan “ion minimum” yang memberikan peningkatan hasil. Banyaknya contoh kerja faktor pembatas tidak hanya dalam percobaan, tetapi juga di alam menunjukkan bahwa fenomena ini mempunyai kesamaan signifikansi ekologis. Salah satu contoh berlakunya “hukum minimum” di alam adalah penindasan tanaman herba di bawah kanopi hutan beech, di mana, dalam kondisi termal optimal, peningkatan kandungan karbon dioksida, tanah yang cukup kaya dan kondisi optimal lainnya, kemungkinan karena perkembangan rumput dibatasi oleh kurangnya cahaya.

Mengidentifikasi “faktor-faktor minimal” (dan maksimal) dan menghilangkan dampak pembatasnya, dengan kata lain, mengoptimalkan lingkungan bagi tanaman, merupakan langkah penting masalah praktis V penggunaan rasional tutupan vegetasi.

Area autekologi dan sinekologis dan optimal

Sikap tumbuhan terhadap faktor lingkungan sangat bergantung pada pengaruh penghuni tumbuhan lainnya (terutama pada hubungan kompetitif dengan mereka). Seringkali terdapat situasi ketika suatu spesies dapat berhasil tumbuh dalam rentang aksi yang luas dari beberapa faktor (yang ditentukan secara eksperimental), namun kehadiran pesaing yang kuat memaksanya untuk dibatasi pada zona yang lebih sempit.

Misalnya, pinus Skotlandia (Pinus sylvestris) memiliki rentang ekologi yang sangat luas dalam kaitannya dengan faktor tanah, namun di zona taiga ia membentuk hutan terutama di tanah kering, berpasir buruk, atau di lahan gambut yang tergenang air, yakni di mana tidak ada pohon pesaing. jenis. Di sini, sebenarnya posisi daerah optima dan toleransi berbeda untuk tumbuhan yang mengalami atau tidak mengalami pengaruh biotik. Dalam hal ini, perbedaan dibuat antara optimum ekologis suatu spesies (tanpa adanya persaingan) dan optimum fitosenotik, yang sesuai dengan posisi aktual spesies tersebut dalam lanskap atau bioma.

Selain posisi optimal, batas daya tahan suatu spesies juga dibedakan: kawasan ekologi (batas potensial sebaran suatu spesies, hanya ditentukan oleh hubungannya dengan faktor tertentu) dan kawasan fitosenotik sebenarnya.

Seringkali dalam konteks ini mereka berbicara tentang potensi dan jangkauan optimal dan aktual. Dalam literatur asing mereka juga menulis tentang fisiologis dan ekologis yang optimal dan daerah. Lebih baik berbicara tentang optimum autekologi dan sinekologis serta kisaran spesiesnya.

Untuk spesies yang berbeda, rasio kawasan ekologi dan fitosenotik berbeda-beda, namun kawasan ekologi selalu lebih luas daripada kawasan fitosenotik. Akibat interaksi tumbuhan, terjadi penyempitan kisaran dan seringkali terjadi pergeseran titik optimum.

Faktor lingkungan adalah apa saja faktor eksternal, 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 faktor antropogenik yang paling penting 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 bahkan di banyak daerah lingkungan perairan Suhu tidak tetap konstan 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 suhunya sangat bervariasi waktu yang berbeda tahun. 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 memerlukan pasokan air secara berkala untuk mengkompensasi hilangnya air yang tidak dapat dihindari karena 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 menuju cahaya, dan kecoa bertebaran mencari perlindungan jika lampu dinyalakan di ruangan gelap. Fotoperiodisme (perubahan siang dan malam) sangat penting secara ekologis bagi banyak hewan yang aktif diurnal (kebanyakan burung pengicau) atau 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-faktor seperti angin, tekanan atmosfer, dan ketinggian juga penting. Angin memiliki efek tidak langsung: dengan meningkatkan penguapan, meningkatkan kekeringan. Angin kencang berkontribusi terhadap 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?

Faktor lingkungan

Interaksi antara manusia dengan lingkungannya telah menjadi objek kajian ilmu kedokteran sepanjang masa. Untuk menilai dampak berbagai kondisi lingkungan, istilah “faktor ekologi” diusulkan, yang banyak digunakan dalam pengobatan lingkungan.

Faktor (dari bahasa Latin faktor - melakukan, memproduksi) - alasannya, penggerak setiap proses atau fenomena yang menentukan karakter atau ciri-ciri tertentu.

Faktor lingkungan adalah segala dampak lingkungan yang dapat berdampak langsung atau tidak langsung terhadap organisme hidup. Faktor lingkungan adalah kondisi lingkungan dimana organisme hidup bereaksi dengan reaksi adaptif.

Faktor lingkungan menentukan kondisi kehidupan organisme. Kondisi keberadaan organisme dan populasi dapat dianggap sebagai faktor pengatur lingkungan.

Tidak semua faktor lingkungan (misalnya cahaya, suhu, kelembapan, keberadaan garam, pasokan nutrisi, dll.) sama pentingnya bagi keberhasilan kelangsungan hidup organisme. Hubungan suatu organisme dengan lingkungannya adalah proses kompleks di mana mata rantai yang paling lemah dan “rentan” dapat diidentifikasi. Faktor-faktor yang paling penting atau membatasi kehidupan suatu organisme adalah yang paling menarik, terutama dari poin praktis penglihatan.

Gagasan bahwa daya tahan tubuh ditentukan oleh mata rantai terlemahnya

semua kebutuhannya, pertama kali diungkapkan oleh K. Liebig pada tahun 1840. Ia merumuskan prinsip yang dikenal sebagai hukum minimum Liebig: “Zat yang ditemukan dalam jumlah minimum mengontrol panen dan menentukan ukuran dan stabilitas panen dari waktu ke waktu. ”

Rumusan modern dari hukum J. Liebig adalah sebagai berikut: “Kemampuan vital suatu ekosistem dibatasi oleh faktor-faktor lingkungan hidup yang kuantitas dan kualitasnya mendekati batas minimum yang disyaratkan oleh ekosistem; pengurangannya menyebabkan kematian organisme atau kerusakan ekosistem.”

Prinsip yang awalnya dirumuskan oleh K. Liebig, saat ini diperluas ke semua faktor lingkungan, namun dilengkapi dengan dua batasan:

Hanya berlaku untuk sistem dalam keadaan stasioner;

Mengacu tidak hanya pada satu faktor, tetapi juga pada serangkaian faktor yang berbeda sifatnya dan saling berinteraksi pengaruhnya terhadap organisme dan populasi.

Menurut gagasan yang berlaku, faktor pembatas dianggap sebagai faktor yang memerlukan perubahan relatif minimum pada faktor tersebut untuk mencapai perubahan relatif tertentu (cukup kecil) dalam respons.

Selain pengaruh kekurangan, faktor lingkungan yang “minimal” juga dapat bersifat negatif, pengaruh kelebihan yaitu faktor maksimum seperti panas, cahaya, kelembapan. Gagasan tentang pengaruh maksimum yang membatasi, setara dengan minimum, diperkenalkan oleh V. Shelford pada tahun 1913, yang merumuskan prinsip ini sebagai “hukum toleransi”: Faktor pembatas kemakmuran suatu organisme ( spesies) dapat berupa dampak lingkungan minimum dan maksimum, kisaran antara yang menentukan jumlah daya tahan ( toleransi) tubuh sehubungan dengan faktor ini.

Hukum toleransi yang dirumuskan oleh V. Shelford dilengkapi dengan beberapa ketentuan:

Organisme mungkin memiliki rentang toleransi yang luas terhadap satu faktor dan rentang toleransi yang sempit terhadap faktor lainnya;

Organisme dengan toleransi yang luas adalah yang paling tersebar luas;

Kisaran toleransi terhadap satu faktor lingkungan mungkin bergantung pada faktor lingkungan lainnya;

Jika kondisi salah satu faktor lingkungan tidak optimal bagi suatu spesies, hal ini juga mempengaruhi kisaran toleransi terhadap faktor lingkungan lainnya;

Batas toleransi sangat bergantung pada keadaan tubuh; Dengan demikian, batas toleransi organisme selama masa reproduksi atau pada tahap awal perkembangan biasanya lebih sempit dibandingkan organisme dewasa;

Kisaran antara minimum dan maksimum suatu faktor lingkungan biasa disebut dengan batas atau rentang toleransi. Untuk menunjukkan batas toleransi terhadap kondisi lingkungan, digunakan istilah "eurybiont" - organisme dengan batas toleransi yang luas - dan "stenobiont" - dengan batas toleransi yang sempit.

Pada tingkat komunitas bahkan spesies dikenal fenomena kompensasi faktor, yang dipahami sebagai kemampuan beradaptasi (adaptasi) terhadap kondisi lingkungan sedemikian rupa untuk melemahkan pengaruh pembatas suhu, cahaya, air dan fisik lainnya. faktor. Spesies dengan sebaran geografis yang luas hampir selalu membentuk populasi yang disesuaikan dengan kondisi lokal – ekotipe. Dalam kaitannya dengan manusia, ada istilah potret ekologis.

Diketahui bahwa tidak semua faktor lingkungan alam sama pentingnya bagi kehidupan manusia. Jadi, yang paling signifikan adalah intensitasnya radiasi matahari, suhu dan kelembaban udara, konsentrasi oksigen dan karbon dioksida di lapisan udara terestrial, komposisi kimia tanah dan air. Faktor lingkungan yang paling penting adalah makanan. Untuk menunjang kehidupan, untuk pertumbuhan dan perkembangan, reproduksi dan pelestarian populasi manusia diperlukan energi yang diperoleh dari lingkungan dalam bentuk pangan.

Ada beberapa pendekatan untuk mengklasifikasikan faktor lingkungan.

Dalam kaitannya dengan tubuh, faktor lingkungan dibedakan menjadi: eksternal (eksogen) dan internal (endogen). Dipercayai bahwa faktor-faktor eksternal yang bekerja pada tubuh tidak tunduk atau hampir tidak terpengaruh olehnya. Ini termasuk faktor lingkungan.

Faktor lingkungan eksternal dalam kaitannya dengan ekosistem dan organisme hidup merupakan dampak. Reaksi suatu ekosistem, biocenosis, populasi dan organisme individu terhadap dampak tersebut disebut respon. Sifat respon terhadap pengaruh menentukan kemampuan tubuh untuk beradaptasi dengan kondisi lingkungan, beradaptasi dan memperoleh ketahanan terhadap pengaruh berbagai faktor lingkungan, termasuk dampak buruknya.

Ada juga yang namanya faktor mematikan (dari bahasa Latin - letalis - mematikan). Ini adalah faktor lingkungan, yang tindakannya menyebabkan kematian organisme hidup.

Ketika konsentrasi tertentu tercapai, banyak polutan kimia dan fisik yang dapat mematikan.

Faktor internal berkorelasi dengan sifat-sifat organisme itu sendiri dan membentuknya, yaitu. termasuk dalam komposisinya. Faktor internal adalah ukuran dan biomassa populasi, jumlah berbagai bahan kimia, karakteristik air atau massa tanah, dll.

Menurut kriteria “kehidupan”, faktor lingkungan dibagi menjadi biotik dan abiotik.

Yang terakhir ini mencakup komponen ekosistem yang tidak hidup dan lingkungan luarnya.

Faktor lingkungan abiotik adalah komponen dan fenomena alam mati dan anorganik yang secara langsung atau tidak langsung mempengaruhi organisme hidup: faktor iklim, tanah dan hidrografi. Faktor lingkungan abiotik utama adalah suhu, cahaya, air, salinitas, oksigen, karakteristik elektromagnetik, tanah.

Faktor abiotik dibagi menjadi:

Fisik

Kimia

Faktor biotik (dari bahasa Yunani biotikos - kehidupan) adalah faktor lingkungan hidup yang mempengaruhi kehidupan suatu organisme.

Faktor biotik dibagi menjadi:

fitogenik;

Mikrobiogenik;

Zoogenik:

Antropogenik (sosial budaya).

Tindakan faktor biotik dinyatakan dalam bentuk pengaruh timbal balik dari beberapa organisme terhadap aktivitas kehidupan organisme lain dan secara bersama-sama terhadap habitat. Ada: hubungan langsung dan tidak langsung antar organisme.

DI DALAM dekade terakhir Istilah faktor antropogenik semakin banyak digunakan, yaitu. disebabkan oleh manusia. Faktor antropogenik dikontraskan dengan faktor alam atau natural.

Faktor antropogenik adalah sekumpulan faktor lingkungan dan dampak yang ditimbulkan oleh aktivitas manusia terhadap ekosistem dan biosfer secara keseluruhan. Faktor antropogenik adalah dampak langsung manusia terhadap organisme atau dampak terhadap organisme melalui modifikasi manusia terhadap habitatnya.

Faktor lingkungan juga dibagi menjadi:

1. Fisik

Alami

Antropogenik

2. Kimia

Alami

Antropogenik

3. Biologis

Alami

Antropogenik

4. Sosial (sosio-psikologis)

5. Informasional.

Faktor ekologi juga dibagi menjadi iklim-geografis, biogeografis, biologis, serta tanah, air, atmosfer, dll.

Faktor fisik.

Faktor alam fisik antara lain:

Iklim, termasuk iklim mikro lokal;

Aktivitas geomagnetik;

Radiasi latar belakang alami;

Radiasi kosmik;

Medan;

Faktor fisik dibagi menjadi:

Mekanis;

Getaran;

Akustik;

radiasi EM.

Faktor antropogenik fisik:

Iklim mikro pemukiman dan bangunan;

Pencemaran lingkungan oleh radiasi elektromagnetik (pengion dan non-pengion);

polusi suara;

Polusi termal terhadap lingkungan;

Deformasi lingkungan yang terlihat (perubahan medan dan skema warna di kawasan berpenduduk).

Faktor kimia.

Faktor kimia alami meliputi:

Komposisi kimia litosfer:

Komposisi kimia hidrosfer;

Komposisi kimia atmosfer,

Komposisi kimia makanan.

Komposisi kimia litosfer, atmosfer, dan hidrosfer bergantung pada komposisi alami + pelepasan bahan kimia akibat proses geologi (misalnya pengotor hidrogen sulfida akibat letusan gunung berapi) dan aktivitas vital organisme hidup ( misalnya, pengotor fitoncides, terpen di udara).

Faktor kimia antropogenik:

Sampah rumah tangga,

limbah industri,

Bahan sintetis digunakan dalam kehidupan sehari-hari, pertanian dan produksi industri,

Produk industri farmasi,

Bahan tambahan makanan.

Pengaruh faktor kimia terhadap tubuh manusia dapat disebabkan oleh:

Kelebihan atau kekurangan unsur kimia alam dalam

lingkungan (elemen mikro alami);

Kandungan unsur kimia alami yang berlebihan di lingkungan

lingkungan yang berhubungan dengan aktivitas manusia (pencemaran antropogenik),

Kehadiran unsur-unsur kimia yang tidak biasa di lingkungannya

(xenobiotik) akibat polusi antropogenik.

Faktor biologis

Faktor lingkungan biologis, atau biotik (dari bahasa Yunani biotikos - kehidupan) adalah faktor lingkungan hidup yang mempengaruhi aktivitas kehidupan suatu organisme. Tindakan faktor biotik dinyatakan dalam bentuk pengaruh timbal balik beberapa organisme terhadap aktivitas kehidupan organisme lain, serta pengaruh bersama mereka terhadap habitat.

Faktor biologis:

Bakteri;

Tanaman;

Protozoa;

Serangga;

Invertebrata (termasuk cacing);

Vertebrata.

Lingkungan sosial

Kesehatan manusia tidak sepenuhnya ditentukan oleh biologis dan sifat psikologis. Manusia adalah makhluk sosial. Dia hidup dalam masyarakat yang diatur oleh hukum negara, di satu sisi, dan di sisi lain, oleh apa yang disebut hukum yang diterima secara umum, pedoman moral, aturan perilaku, termasuk yang melibatkan berbagai pembatasan, dll.

Masyarakat menjadi semakin kompleks setiap tahun dan memiliki segalanya pengaruh yang lebih besar pada kesehatan individu, populasi, masyarakat. Untuk menikmati manfaat dari masyarakat yang beradab, seseorang harus hidup dalam ketergantungan yang ketat pada cara hidup yang diterima dalam masyarakat. Untuk manfaat-manfaat ini, yang seringkali sangat meragukan, individu membayar dengan sebagian dari kebebasannya, atau seluruhnya dengan seluruh kebebasannya. Namun seseorang yang tidak bebas dan bergantung tidak bisa sepenuhnya sehat dan bahagia. Beberapa bagian dari kebebasan manusia, yang diberikan kepada masyarakat tekno-kritis sebagai imbalan atas keuntungan kehidupan beradab, terus-menerus membuatnya berada dalam ketegangan neuropsikik. Stres neuropsikik yang terus-menerus dan ketegangan yang berlebihan menyebabkan penurunan stabilitas mental karena penurunan kemampuan cadangan sistem saraf. Selain itu, jumlahnya banyak faktor sosial, yang dapat mengakibatkan terganggunya kemampuan adaptif seseorang dan berkembangnya berbagai penyakit. Hal ini termasuk kekacauan sosial, ketidakpastian mengenai masa depan, dan penindasan moral, yang dianggap sebagai faktor risiko utama.

Faktor sosial

Faktor sosial dibagi menjadi:

1. sistem sosial;

2. sektor produksi (industri, pertanian);

3. lingkup rumah tangga;

4. pendidikan dan kebudayaan;

5. jumlah penduduk;

6. Kebun binatang dan pengobatan;

7. bidang lainnya.

Ada juga pengelompokan faktor sosial berikut:

1. Kebijakan sosial yang membentuk sosiotipe;

2. Jaminan sosial yang berdampak langsung terhadap pembentukan kesehatan;

3. Kebijakan lingkungan, membentuk ekotipe.

Sosiotipe merupakan ciri tidak langsung dari beban sosial integral yang didasarkan pada kombinasi faktor-faktor lingkungan sosial.

Sosiotipe meliputi:

2. kondisi kerja, istirahat dan kehidupan.

Setiap faktor lingkungan dalam hubungannya dengan seseorang dapat bersifat: a) menguntungkan - berkontribusi terhadap kesehatan, perkembangan dan realisasinya; b) tidak menguntungkan, menyebabkan penyakit dan degradasinya, c) memberikan pengaruh keduanya. Jelas juga bahwa pada kenyataannya sebagian besar pengaruh termasuk dalam tipe terakhir, yang memiliki sisi positif dan negatif.

Dalam ekologi ada hukum optimal, yang menurutnya lingkungan apa pun

faktor tersebut mempunyai batas pengaruh positif tertentu terhadap organisme hidup. Faktor optimal adalah intensitas faktor lingkungan yang paling menguntungkan bagi tubuh.

Dampaknya juga dapat bervariasi dalam skala: beberapa berdampak pada seluruh populasi negara secara keseluruhan, yang lain - penduduk wilayah tertentu, yang lain - kelompok yang diidentifikasi berdasarkan karakteristik demografis, dan lainnya - terhadap individu warga negara.

Interaksi faktor adalah dampak total secara simultan atau berurutan pada organisme dari berbagai faktor alam dan antropogenik, yang menyebabkan melemahnya, memperkuat atau memodifikasi tindakan suatu faktor tertentu.

Sinergisme adalah efek gabungan dari dua faktor atau lebih, yang dicirikan oleh fakta bahwa efek biologis gabungannya secara signifikan melebihi efek masing-masing komponen dan jumlahnya.

Perlu dipahami dan diingat bahwa kerugian utama terhadap kesehatan bukan disebabkan oleh faktor lingkungan individu, namun oleh beban lingkungan total yang terintegrasi pada tubuh. Terdiri dari beban lingkungan dan beban sosial.

Beban lingkungan adalah sekumpulan faktor dan kondisi lingkungan alam dan buatan yang merugikan kesehatan manusia. Ekotipe adalah karakteristik tidak langsung dari beban lingkungan integral yang didasarkan pada kombinasi faktor lingkungan alam dan buatan.

Penilaian ekotipe memerlukan data higienis mengenai:

Kualitas perumahan,

Air minum,

Udara,

Tanah, makanan,

Obat-obatan, dll.

Beban sosial adalah seperangkat faktor dan kondisi kehidupan sosial yang merugikan kesehatan manusia.

Faktor lingkungan membentuk kesehatan masyarakat

1. Karakteristik iklim dan geografis.

2. Ciri-ciri sosial ekonomi tempat tinggal (kota, desa).

3. Karakteristik sanitasi dan higienis lingkungan (udara, air, tanah).

4. Kekhasan gizi penduduk.

5. Karakteristik aktivitas tenaga kerja:

Profesi,

Kondisi kerja yang sanitasi dan higienis,

Adanya bahaya pekerjaan,

Iklim mikro psikologis dalam pelayanan,

6. Faktor keluarga dan rumah tangga :

Komposisi keluarga,

Sifat perumahan

Pendapatan rata-rata per 1 anggota keluarga,

Organisasi kehidupan keluarga.

Pembagian waktu tidak bekerja,

Iklim psikologis dalam keluarga.

Indikator yang mencirikan sikap terhadap keadaan kesehatan dan menentukan kegiatan pemeliharaannya:

1. Penilaian subyektif terhadap kesehatan diri sendiri (sehat, sakit).

2. Menentukan tempat kesehatan pribadi dan kesehatan anggota keluarga dalam sistem nilai individu (hierarki nilai).

3. Kesadaran akan faktor-faktor yang berperan dalam pelestarian dan penguatan kesehatan.

4. Adanya kebiasaan buruk dan kecanduan.