A környezeti feltételeket jellemző összes környezeti tényező két fő csoportra oszlik - abiotikusra (ide tartozik az éghajlati és talajtani) és biotikusra (zoogén és fitogén). Együtt egyesülnek állati élőhellyé vagy növénynövekedéssé.
Környezeti tényezők
Az állatokra és növényekre gyakorolt hatásuk jellemzőitől függően a következő fő csoportokba sorolhatók:
1) éghajlati, beleértve a fény- és hőviszonyok jellemzőit, a nedvességszintet és a levegőminőséget;
2) talaj-föld, amelyek a talaj, az anyakőzet és a talajvíz típusától függően a növények táplálkozásának minőségét jellemzik;
3) topográfiai, közvetetten ható, mivel az éghajlat és a talaj minősége az élő szervezetek élőhelyének domborzatától függ;
4) biotikus: fitogén, zoogén és mikrogén tényezők;
5) antropogén, beleértve az emberi környezetre gyakorolt valamennyi hatást.
Érdemes megjegyezni, hogy a tényezők mindegyike nem külön-külön, hanem egymással kombinálva hat. A mutatók ezen változása miatt ezek közül legalább az egyik oda fog vezetniegyensúlyhiány ebben a komplexumban. Például a hőmérséklet emelkedése a levegő páratartalmának növekedésével jár, a levegő gázösszetétele megváltozik, a talaj kiszárad, fokozódik a fotoszintézis stb. Azonban maguk az élőlények is képesek befolyásolni ezeket a környezeti feltételeket.
Biotikus tényezők
A biota a cenózis élő alkotóeleme, amely nemcsak növényeket és állatokat, hanem mikroorganizmusokat is magában foglal. Ezen élő szervezetek mindegyike egy bizonyos biocenózisban létezik, és nemcsak a saját fajtájával, hanem más fajok képviselőivel is szorosan kölcsönhatásba lép. Mindegyik hatással van az őket körülvevő élőlényekre, de választ is kap tőlük. Az ilyen kölcsönhatások lehetnek negatívak, pozitívak vagy semlegesek.
Az egymással és a környezet élettelen részével való kölcsönhatások összességét biotikus környezeti tényezőknek nevezzük. Ezek a következők:
- A fitogén tényezők azok a hatások, amelyeket a növények önmagukra, más növényekre és állatokra gyakorolnak.
- A zoogén tényezők az állatok által önmagukra, más állatokra és növényekre gyakorolt hatás.
Bizonyos biotikus tényezők ökoszisztéma szintű hatása határozza meg az anyagok és energiák átalakulásának jellemzőit, nevezetesen azok irányát, intenzitását és jellegét.
Fitogén tényezők
A közösségekben élő növények kapcsolatait V. N. Sukachev akadémikus javaslatára együtt cselekvésnek kezdték nevezni. Három kategóriát azonosított belőlük:
1. Közvetlen (kontakt) együttműködések. Ebbe a csoportba tartozott a közvetlena növények hatása a velük érintkező szervezetekre. Ide tartoznak a növények egymásra gyakorolt mechanikai és élettani hatásai. Ennek a fitogén tényezőnek – a növények közötti közvetlen kölcsönhatásnak – példája a fiatal tűlevelű fák koronájának a tetejének károsodása azáltal, hogy szorosan egymás mellett elhelyezkedő keményfák rugalmas ágaival korbácsolják őket. Vagy például a különböző növények gyökérrendszerének szoros érintkezése. A közvetlen fitogén környezeti tényezők közé tartozik továbbá a versengés, az epifitizmus, a parazitizmus, a szaprofita és a kölcsönösség.
2. Transabiotikus jellegű közvetett együtthatások. Az a mód, ahogyan a növények befolyásolják a körülöttük élő szervezeteket, megváltoztatják élőhelyeik fizikai-kémiai jellemzőit. Sok növény építő. Környezeti hatást gyakorolnak más növényekre. Ilyen fitogén biotikus tényező például a növénytakaróba behatoló napfény intenzitásának gyengülése, ami a megvilágítás szezonális ritmusának, az erdő hőmérsékletének és még sok másnak a változását jelenti.
3. Transzbiotikus jellegű közvetett kölcsönhatások. A növények közvetetten, más organizmusokon, például baktériumokon keresztül befolyásolják a környezetet. Ismeretes, hogy a legtöbb hüvelyes gyökerén speciális gócbaktériumok telepednek meg. Képesek megkötni a szabad nitrogént nitritté és nitráttá alakítva, amelyeket viszont szinte minden növény gyökere könnyen felszív. Így a hüvelyesek közvetve növelik a talaj termékenységét más növények számára, egy közvetítőn keresztül -gócbaktériumok. E fitogén környezeti tényező példájaként megemlíthető az is, hogy az állatok bizonyos csoportokba tartozó növényeket fogyasztanak, ami a fajok számszerű arányának megváltozásához vezet. A verseny megszűnésének eredményeként az el nem fogyasztott növények erősödni kezdenek, és nagyobb hatást gyakorolnak a szomszédos élőlényekre.
Példák
A verseny az egyik fő tényező a biocenózisok kialakulásában. Csak olyan egyedek maradtak életben bennük, amelyekről kiderült, hogy jobban alkalmazkodtak bizonyos környezeti feltételekhez, és korábban sikerült kifejleszteniük a táplálkozásban részt vevő szerveket, mint mások, nagy területet fogl altak el, és jobb fényviszonyok között találták magukat. A természetes szelekció során a versengés során legyengült egyedek elpusztulnak.
A cenózis kialakulásakor a környezet számos jellemzője megváltozik, amit az anyagi és energiaforrások költése, valamint az élőlények salakanyag-kibocsátása okoz kémiai vegyületek, lehullott levelek és még sok más formájában.. Ezt a folyamatot, amelyben a növények közvetlen vagy közvetett hatással vannak a szomszédokra a környezeti anyagokkal való telítettség miatt, allelopátiának nevezik.
A fito- és biocenózisokban is széles körben megtalálható a szimbiózis, amely a fás szárú növények és a gombák kölcsönösen előnyös kapcsolatában nyilvánul meg. Ilyen fitogén faktor jellemző a hüvelyesekre, fűzekre, balekokra, bükkre és más fás szárú növényekre. A mikorrhiza megjelenik a gyökereiken, ami lehetővé teszi, hogy a növények megkapják a talaj vízben oldott ásványi sóit és a gombákat,viszont hozzáférhet a szerves anyagokhoz.
Érdemes még megjegyezni a mikroorganizmusok szerepét, amelyek az avart lebontják, ásványi vegyületekké alakítják, és a levegő nitrogénjét is asszimilálják. A mikroorganizmusok nagy csoportja (például gombák és baktériumok) parazitál a fákon, amelyek hatalmas fejlődésükkel nemcsak maguknak a növényeknek, hanem a biocenózis egészének is helyrehozhatatlan károkat okozhatnak.
Az interakciók osztályozása
1. Tantárgyak szerint. A környezetet befolyásoló növények számától, valamint a hatásnak kitett szervezetek számától függően megkülönböztetik:
- Egyedi kölcsönhatások, amelyeket élő szervezetenként egy növény hajt végre.
- Kollektív interakciók, amelyek magukban foglalják a növénycsoportok egymáshoz vagy az egyes egyedekhez való viszonyát.
2. Befolyás útján. A növények által kifejtett közvetlen vagy közvetett hatás típusától függően a növényi környezeti tényezők a következők:
- Mechanikus, amikor a kölcsönhatásokat a test térbeli helyzetének megváltozása jellemzi, és a növény különböző részeinek a szomszédos élőlényekre való érintkezése vagy nyomása kíséri.
- Fizikai, amikor arról beszélünk, hogy a növények által generált gyenge elektromos mezők milyen hatással vannak a talajoldatok elosztására a közeli növények között. Ennek az az oka, hogy a kis szívógyökerek között van bizonyos elektromos potenciálkülönbség, ami befolyásoljaaz ionok talajból történő abszorpciós folyamatának intenzitása.
- Ökológiai, a fő fitogén tényezőket képviselő. Megnyilvánulnak a teljes környezet átalakulásában a növények vagy csak annak egy részének hatására. De ugyanakkor nincs sajátos karakterük, ez a hatás nem különbözik az élettelen tárgyak hatásától.
- Kanotikus, kizárólag az élő szervezetekre (növényekre és állatokra) jellemző, tevékenységgel. Fitogén tényező például az, hogy a szomszédos növények egyidejűleg, egy forrásból fogyasztanak bizonyos tápanyagokat, és ezek hiánya esetén a kémiai vegyületek bizonyos megoszlása a növények között szerepel.
- Vegyi anyag, más néven allelopátia. Ezek az alapvető életfolyamatok gátlásában vagy serkentésében nyilvánulnak meg a növények élete során (vagy pusztulásakor) felszabaduló vegyszerek által. Fontos, hogy ezek nem állati vagy növényi eredetű élelmiszerek.
- Információ-biológiai, a genetikai információ átvitelekor.
3. A környezet részvételével. E tulajdonság szerint a fitogén tényezők a következőkre oszlanak:
- Közvetlen, beleértve az összes mechanikai kölcsönhatást, például az átlapolást és a gyökerek összeolvadását.
- Aktuális, a környezet bármely elemének (fény, táplálkozás, hő stb.) növények általi átalakítására vagy létrehozására korlátozódik.
4. A környezet táplálékszerzésben betöltött szerepe szerint:
- Trófea,amely az anyagok mennyiségének vagy összetételének, állapotának a növények hatására megváltozik.
- Szituációs, amelyek közvetve befolyásolják a kapott élelmiszer minőségét és mennyiségét. Tehát a fitogén tényezőre példa az egyes növények azon képessége, hogy megváltoztatják a talaj pH-értékét, ami befolyásolja a tápanyagok más élőlények általi felszívódását.
5. A következmények szerint. Attól függően, hogy a növények létfontosságú tevékenysége hogyan hat a szomszédos növényekre, megkülönböztetik:
- Verseny és kölcsönös korlátozás.
- Alkalmazkodás.
- Az elimináció, amely a növények közötti interakció legfontosabb formája a közösségeik változásai során.
- Prevenció, amely abban nyilvánul meg, hogy egy növényfaj kedvezőtlen fitogén környezeti tényezőket hoz létre más fajok fejlődése szempontjából a mag csírázásának vagy primordiumának szakaszában, ami a palánták pusztulásához vezet.
- Önkorlátozás, amely a növényi szervezetek intenzív növekedésének fázisában jelentkezik. Ennek oka az ásványi tápanyagok aktív átvitele a hozzáférhetetlen formákból a rendelkezésre álló formákba, de a növények általi fogyasztásuk gyorsaságban elmarad ettől a folyamattól. Ez növekedésük késéséhez vagy leállásához vezet.
- Önkedvező, ami a növények azon képessége, hogy saját maguk számára megváltoztatják a környezetet. Az ilyen fitogén tényezők és jellemzőik meghatározzák bármely biotóp, például fenyőállomány állapotát a mohasynusiasban.
Érdemes megjegyezni, hogy a besorolás különböző jellemzői szerint ugyanaz a hatás különböző típusoknak tulajdonítható. Szóval a versenyaz interakció következménye is trofikus, lokális, cönotikus és egyéni.
Verseny
A verseny fogalma a biológiatudományban több mint egy tucat éve kapott figyelmet. Értelmezése homályos volt, vagy éppen ellenkezőleg, túl szűk.
Ma verseny alatt olyan kölcsönhatásokat értünk, amelyek során korlátozott mennyiségű táplálék oszlik el aránytalanul a kölcsönhatásban lévő szervezetek szükségleteihez képest. A közvetlen kölcsönhatások eredményeként a fitogén tényezők azt eredményezik, hogy a nagy igényű növények nagyobb mennyiségű tápanyagot kapnak, mint az arányos eloszlás esetén. Verseny van, ha ugyanazt az áramforrást használja egy időben.
A versengő kapcsolatok mechanizmusát célszerű megvizsgálni három, ugyanabból a forrásból táplálkozó fa kölcsönhatásának példáján. A környezet erőforrásai nem rendelkeznek a szükséges anyagokkal. Egy idő után kettőnek a növekedése csökken (elnyomott fák), a harmadiknál állandó ütemben növekszik (a domináns növény). Ez a helyzet azonban nem veszi figyelembe a szomszédos fák azonos igényeinek lehetőségét, ami nem vezet növekedési különbséghez.
A valóságban a környezeti erőforrások a következő okok miatt instabilok:
- űr felfedezése;
- változnak az éghajlati viszonyok.
Egy fa élettevékenysége három mennyiség arányával fejezhető ki:
- szükségletek - az anyagok és az energia maximális mennyisége, amit egy növény fel tud venni;
- a minimálisan szükségesaz életét;
- valódi táplálkozási szint.
A méret növekedésével a szükségletek szintje legalábbis nő az öregedés előtt. A fák táplálékának tényleges szintje számos tényezőtől függ, beleértve a cenózisban szereplő "társadalmi kapcsolatokat". Az elnyomott fák a minimális mennyiségű tápanyagot megkapják, ez az oka a kiirtásuknak. A domináns példányok kisebb mértékben függenek a cönotikus beállítástól. A növekedés pedig az abiotikus környezet körülményeitől függ.
Idővel csökken az egységnyi területre jutó fák száma, és változik a cönotikus osztályok aránya: nő a domináns fák aránya. Ez egy érett erdőt eredményez, amelyet domináns fák uralnak.
Tehát a versengés, mint az élőlények közötti közvetlen kölcsönhatás fitogén tényezője az erőforrások egyenetlen eloszlásának folyamataként ábrázolható, amelyet a szükségletek össze nem illése jellemez, ami a növények különböző cönotikus csoportokra való osztódásához vezet. az elnyomottak halála.
A kölcsönös korlátozás a környezet tápanyagkészleteinek arányos elosztásában tér el a versenytől. Bár sok kutató a verseny egyik típusának tulajdonítja - a szimmetrikus. Az ilyen interakció az azonos vagy különböző fajokhoz tartozó, megközelítőleg azonos versenyképességű egyedek között jön létre.
A verseny felemelkedése
Az üzemek közötti verseny csak akkor jöhet létre, ha a következő feltételek teljesülnek:
- minőségi és mennyiségi hasonlóságigények;
- megosztott erőforrás-felhasználás közös forrásból;
- a környezeti erőforrások meglévő hiánya.
Nyilvánvalóan erőforrástöbblet mellett az egyes növények igényeit maradéktalanul kielégítik, ami nem vonatkozik a fitogén tényezőkre. Ellenkező esetben, sőt a közös táplálkozással is megindul a létért való küzdelem. Ha a növények aktív gyökerei ugyanabban a talajrétegben vannak és egymással érintkeznek, akkor nehéz megítélni a tápanyagok egyenletes eloszlását. Ha a gyökerek vagy a koronák különböző rétegekben helyezkednek el, akkor a táplálkozás nem tekinthető egyidejűnek (szekvenciális), ami azt jelenti, hogy nem beszélhetünk versengésről.
Példák a növények közötti versenyre
Jöhet a verseny a fényért, a talaj tápanyagaiért és a beporzó rovarokért. Nemcsak maguk a tápanyagok, hanem számos fitogén tényező is befolyásolhatja. Példa erre a sűrű bozótosok kialakulása olyan talajokon, amelyekben sok ásványi tápanyag és nedvesség van. A fő küzdelem ebben az esetben a fényért folyik. De szegény talajokon általában minden növény megkapja a szükséges mennyiségű ultraibolya sugarat, és a talaj erőforrásaiért folyik a küzdelem.
A fajokon belüli versengés eredménye az azonos fafajú fák kézműves osztályokba való felosztása. A növények teljesítményük szerint a következőkre utalhatnak:
- I osztályú, ha domináns, vastag törzsű és a törzs tövétől vastag ágakkal rendelkezik, szétterülő koronája van. Ők élvezikelegendő napsütést és hatalmas mennyiségű vizet és tápanyagot von ki a talajból a fejlett gyökérrendszernek köszönhetően. Egyedül található az erdőben.
- II osztály, ha ezek is dominánsak, akkor a legmagasabb, de kisebb törzsátmérővel és valamivel kevésbé erős koronával.
- III osztályú, ha kisebbek az előző osztálynál, de a tetejük még mindig nyitva van a nap sugarai számára. Az erdőben is dominálnak, és a II. osztállyal együtt a fák nagy részét alkotják.
- IV. osztály, ha a fák vékonyak, kicsik, nem érik közvetlen napfény.
- V osztály, ha a fák haldoklóban vannak vagy már elh altak.
A beporzókért folytatott verseny a növények számára is fontos, ahol az a faj nyer, amelyik a legjobban vonzza a rovarokat. A több nektár vagy édesség előnyt jelenthet.
Adaptív interakciók
Abban nyilvánulnak meg, hogy a környezetet átalakító fitogén tényezők elfogadhatóvá teszik tulajdonságait az akceptor növények számára. Leggyakrabban a változás jelentéktelen, és csak akkor nyilvánul meg teljes mértékben, ha a befolyásoló faj erőteljes fejlesztő, és azt a fejlődés teljes skálájában kell bemutatni.
A mechanikai érintkezés egyik formája az, ha egy szervezet egy másik növényt használ szubsztrátként. Ezt a jelenséget epifitizmusnak nevezik. Az összes növényi szervezet körülbelül 10%-a epifita. Ennek a jelenségnek az ökológiai jelentése egyfajta alkalmazkodás a fényviszonyokhoz sűrű trópusi körülmények között.erdők: az epifiták lehetőséget kapnak arra, hogy jelentős növekedési költségek nélkül hozzájussanak a fénysugarakhoz.
A különböző növények élettani érintkezései közé tartozik a parazitizmus és a szaprotrófizmus, amely a fitogén tényezőkre is vonatkozik. Ne feledkezzünk meg a kölcsönösségről, amelyre példa a gomba micélium és a növényi gyökerek szimbiózisa. Annak ellenére, hogy a gombák szénhidrátot a növényektől kapnak, hifáik megtízszerezik a gyökér abszorpciós felületét.
Kapcsolódási űrlapok
A különböző élőlények közötti pozitív és negatív kölcsönhatások mindenféle mechanizmusa nagyon finom és nem nyilvánvaló. Viszonylag a közelmúltban tudósok egy csoportja részletesen tanulmányozta a növények környezetre gyakorolt hatásait a védő funkciót betöltő komplex szerves anyagok környezetbe való élethosszig tartó eliminációjával. Az ilyen növények közötti kapcsolatokat allelopátiásnak nevezik. Jelentősen befolyásolják a kapott (nem csak a termesztett, hanem a vadon élő növények) biotermékek méretét, és meghatározzák a kerti ültetvényekben a növények forgatásának legjobb módjait (például az almafa jobban fejlődik a ribizli vagy a málna, a szilva után legjobb olyan helyekre ültetni, ahol korábban körte vagy őszibarack termesztett.
A növények és állatok közötti kapcsolatok fő formái a biocenózisokban V. N. Beklemisev szerint a következők:
- Aktuális összefüggések, amelyek abból fakadnak, hogy egy vagy több élőlény kedvező irányba változtatja mások környezetét. Például a sphagnum mohák hajlamosak megsavanyítani a talajoldatot, ami kedvező feltételeket teremt a napharmat és az áfonya számára a mocsarakban.
- Trófikus kapcsolatok, amelyek abból állnak, hogy az egyik faj képviselői egy másik faj egyedét, annak salakanyagait vagy maradékait táplálékforrásként használják fel. A trópusi kapcsolatoknak köszönhetően a gólyák bekerülnek a vizes élőhelyek közé, a jávorszarvasok pedig általában a nyárfaerdőkben telepednek meg.
- Gyári kötések, amelyek akkor jönnek létre, amikor egyes fajok egyedei más fajok tagjait használják fészkük vagy lakásuk építésére. Például a fák üregeket vagy ágakat biztosítanak a madaraknak fészkek építéséhez.
