Toți factorii de mediu care caracterizează condițiile de mediu sunt împărțiți în două grupe principale - abiotici (include climatici și solului) și factori biotici (zoogeni și fitogeni). Împreună, acestea sunt combinate într-un habitat animal sau într-o creștere a plantelor.
Factori de mediu
În funcție de caracteristicile influenței lor asupra animalelor și plantelor, acestea sunt împărțite în următoarele grupe principale:
1) climatice, inclusiv caracteristici ale regimului luminos și termic, nivelul de umiditate și calitatea aerului;
2) sol-sol, care caracterizează calitatea nutriției primite de plante în funcție de tipul de sol, roca-mamă și apa subterană;
3) topografice, acționând indirect, deoarece clima și calitatea solului depind de relieful habitatului organismelor vii;
4) biotic: factori fitogeni, zoogeni și microgeni;
5) antropică, inclusiv toate tipurile de impact uman asupra mediului.
Este de remarcat faptul că toate aceste grupuri de factori nu acționează individual, ci în combinație între ele. Din cauza acestei schimbări a indicatorilor, cel puțin unul dintre ei va duce ladezechilibru în acest complex. De exemplu, o creștere a temperaturii este asociată cu o creștere a umidității aerului, compoziția gazoasă a aerului se modifică, solul se usucă, fotosinteza crește etc. Cu toate acestea, organismele însele sunt capabile să influențeze aceste condiții de mediu.
factori biotici
Biota este o componentă vie a cenozei, incluzând nu numai plante și animale, ci și microorganisme. Fiecare dintre aceste organisme vii există într-o anumită biocenoză și interacționează îndeaproape nu numai cu propriul său fel, ci și cu reprezentanții altor specii. Toate afectează ființele vii din jurul lor, dar primesc și un răspuns de la ele. Astfel de interacțiuni pot fi negative, pozitive sau neutre.
Totalitatea interacțiunilor între ele și cu partea neînsuflețită a mediului se numește factori de mediu biotici. Acestea includ:
- Factorii fitogene sunt efectele pe care plantele le au asupra lor, asupra altor plante și animale.
- Factorii zoogeni sunt influența exercitată de animale asupra lor, altor animale și plante.
Influența anumitor factori biotici la nivelul ecosistemului determină trăsăturile transformării substanțelor și energiilor și anume direcția, intensitatea și natura acestora.
Factori fitogene
Relațiile plantelor din comunități cu sugestia academicianului V. N. Sukachev au început să fie numite co-acțiuni. El a identificat trei categorii în ele:
1. Coacțiuni directe (de contact). În acest grup a inclus directinfluența plantelor asupra organismelor în contact cu acestea. Acestea includ efectele mecanice și fiziologice ale plantelor una asupra celeil alte. Un exemplu al acestui factor fitogenic - interacțiunea directă între plante - este deteriorarea vârfurilor coroanelor tinerilor conifere prin biciuirea acestora cu ramuri flexibile din lemn de esență tare învecinate, foarte distanțate. Sau, de exemplu, contactul apropiat al sistemelor radiculare ale diferitelor plante. De asemenea, factorii de mediu fitogeni direcți includ competiția, epifitismul, parazitismul, saprofitismul și mutualismul.
2. Coacțiuni indirecte de natură transabiotică. Modul în care plantele influențează organismele din jurul lor este de a schimba caracteristicile fizico-chimice ale habitatelor lor. Multe plante sunt edificatoare. Au un impact asupra mediului asupra altor plante. Un exemplu de astfel de factor biotic fitogenic este slăbirea intensității luminii solare care pătrunde în acoperirea vegetației, ceea ce înseamnă o schimbare a ritmului sezonier de iluminare, a temperaturii în pădure și multe altele.
3. Coacțiuni indirecte de natură transbiotică. Plantele influențează indirect mediul, prin alte organisme, precum bacteriile. Se știe că bacteriile nodulare speciale se instalează pe rădăcinile majorității leguminoaselor. Ei sunt capabili să fixeze azotul liber transformându-l în nitriți și nitrați, care, la rândul lor, sunt ușor absorbiți de rădăcinile aproape oricărei plante. Astfel, plantele leguminoase cresc indirect fertilitatea solului pentru alte plante, acționând printr-un intermediar -bacterii nodulare. De asemenea, ca exemplu al acestui factor fitogen de mediu, se poate numi consumul de către animale a plantelor din anumite grupe, ceea ce duce la o modificare a raportului numeric al speciilor. Ca urmare a eliminării concurenței, plantele nemâncate încep să devină mai puternice și să aibă un impact mai mare asupra organismelor învecinate.
Exemple
Concurența este unul dintre principalii factori în formarea biocenozelor. Doar indivizii supraviețuiesc în ele, care s-au dovedit a fi mai adaptați la anumite condiții de mediu și au reușit să dezvolte organele implicate în nutriție mai devreme decât altele, au capturat o suprafață mare și s-au trezit în condiții de iluminare mai bune. În cursul selecției naturale, indivizii slăbiți în procesul competiției sunt distruși.
Când se formează o cenoză, multe caracteristici ale mediului se schimbă, cauzate de cheltuirea resurselor materiale și energetice, precum și de emisia de deșeuri ale organismelor sub formă de compuși chimici, frunze căzute și multe altele. Acest proces de influență directă sau indirectă a plantelor asupra vecinilor din cauza saturației cu substanțe din mediu se numește alelopatie.
De asemenea, în fito- și biocenoze, simbioza este întâlnită pe scară largă, manifestată în relația reciproc benefică a plantelor lemnoase cu ciupercile. Un astfel de factor fitogenic este tipic pentru leguminoase, sălcii, ventuze, fag și alte plante lemnoase. Micorizele apar pe rădăcinile lor, ceea ce permite plantelor să primească săruri minerale ale solului dizolvate în apă, iar ciupercile, înla rândul său, obțineți acces la materia organică.
De remarcat și rolul microorganismelor care descompun gunoiul, transformându-l în compuși minerali și, de asemenea, asimilează azotul din aer. O categorie mare de microorganisme (cum ar fi ciupercile și bacteriile) parazitează copacii, care, cu dezvoltarea lor masivă, pot provoca daune ireparabile nu numai plantelor în sine, ci și biocenozei în ansamblu.
Clasificarea interacțiunilor
1. Pe subiecte. În funcție de numărul de plante care afectează mediul înconjurător, precum și de numărul de organisme supuse acestei influențe, ele disting:
- Interacțiuni individuale care sunt efectuate de o plantă per organism viu.
- Interacțiuni colective, care includ relația dintre grupuri de plante între ele sau cu indivizi individuali.
2. Prin intermediul influenței. După tipul de influență directă sau indirectă exercitată de plante, factorii fitogeni de mediu sunt:
- Mecanic, atunci când interacțiunile sunt caracterizate de o schimbare a poziției spațiale a corpului și sunt însoțite de contactul sau presiunea diferitelor părți ale plantei asupra organismelor învecinate.
- Fizic, când se vorbește despre efectul câmpurilor electrice slabe generate de plante asupra capacității acestora de a distribui soluțiile de sol între plantele din apropiere. Acest lucru se datorează faptului că între micile rădăcini aspirante există o anumită diferență de potențiale electrice, care afecteazăintensitatea procesului de absorbție a ionilor din sol.
- Ecologic, reprezentând principalii factori fitogenici. Ele se manifestă în transformarea întregului mediu sub influența plantelor sau doar a unei părți a acestuia. Dar, în același timp, nu au un caracter specific, această influență nu diferă de influența obiectelor neînsuflețite.
- Cenotic, caracteristic exclusiv organismelor vii (plante și animale) caracterizate prin activitate. Un exemplu de factor fitogenic este consumul simultan de către plantele vecine a anumitor nutrienți dintr-o singură sursă, iar în cazul deficienței acestora se include o anumită distribuție a compușilor chimici între plante.
- Chimic, numit și alelopatie. Ele se manifestă prin inhibarea sau stimularea proceselor de bază ale vieții de către substanțele chimice eliberate în timpul vieții plantelor (sau când acestea mor). Important este că nu sunt alimente de origine animală sau vegetală.
- Informație-biologică, atunci când informațiile genetice sunt transferate.
3. Prin participarea mediului. Conform acestei caracteristici, factorii fitogeni sunt împărțiți în:
- Direct, inclusiv toate interacțiunile mecanice, cum ar fi împletirea și fuziunea rădăcinilor.
- Topic, redus la transformarea sau crearea de către plante a oricăror elemente ale mediului (lumină, nutriție, căldură etc.).
4. După rolul mediului în obținerea nutriției, există:
- Trofic,constând într-o modificare sub influența plantelor a cantității sau compoziției substanțelor, a stării acestora.
- Situaționale, care afectează indirect calitatea și cantitatea alimentelor primite. Deci, un exemplu de factor fitogenic este capacitatea unor plante de a modifica pH-ul solului, ceea ce afectează absorbția nutrienților din acesta de către alte organisme.
5. Prin consecinte. În funcție de modul în care activitatea vitală a plantelor va afecta plantele învecinate, acestea disting:
- Concurență și restricție reciprocă.
- Adaptare.
- Eliminarea, care este cea mai importantă formă de interacțiune între plante în timpul schimbărilor în comunitățile lor.
- Prevenirea, manifestată prin crearea de către o specie de plante a unor factori de mediu fitogeni nefavorabili pentru dezvoltarea altor specii în stadiul de germinare a semințelor sau primordii, care duce la moartea răsadurilor.
- Autolimitare care apare în faza de creștere intensivă a organismelor vegetale. Se rezumă la transferul activ de nutrienți minerali din forme inaccesibile în cele disponibile, dar consumul lor de către plante rămâne în urma acestui proces în viteză. Acest lucru duce la o întârziere sau la încetarea creșterii lor.
- Auto-favorizarea, care este capacitatea plantelor de a schimba mediul pentru ele însele. Astfel de factori fitogeni și caracteristicile lor determină starea oricărui biotop, cum ar fi arborele de pini, în sinusiile de mușchi.
Este de remarcat faptul că același impact, conform diferitelor caracteristici ale acestei clasificări, poate fi atribuit diferitelor tipuri. Deci, concurențaconsecința interacțiunii este și trofică, topică, cenotică și individuală.
Competiție
Conceptul de competiție în știința biologică a primit atenție de mai bine de o duzină de ani. Interpretarea sa a fost vagă sau, dimpotrivă, prea îngustă.
Astăzi, competiția este înțeleasă ca astfel de interacțiuni în care o cantitate limitată de hrană este distribuită în mod disproporționat față de nevoile organismelor care interacționează. Ca urmare a interacțiunilor directe, factorii fitogeni conduc la faptul că plantele cu cerințe mari primesc cantități mai mari de hrană decât ar fi cazul cu distribuția proporțională. Există concurență atunci când utilizați aceeași sursă de energie în același timp.
Este convenabil să luăm în considerare mecanismul relațiilor de concurență pe exemplul interacțiunii a trei copaci care se hrănesc din aceeași sursă. Resursele mediului înconjurător au un deficit de substanțe de care au nevoie. După ceva timp, creșterea a doi dintre ei scade (pomi asupriți), în al treilea crește cu rate constante (planta dominantă). Dar această situație nu ține cont de posibilitatea acelorași nevoi ale arborilor vecini, ceea ce nu ar duce la o diferență de creștere.
În realitate, resursele mediului sunt instabile din următoarele motive:
- explorarea spațiului;
- condițiile climatice se schimbă.
Activitatea vitală a unui copac poate fi destul de exprimată prin raportul a trei cantități:
- nevoi - maximul de substanțe și energie pe care o plantă le poate lua;
- minimul necesar pentruviața lui;
- nivel de nutriție real.
Odată cu creșterea dimensiunii, nivelul nevoilor, cel puțin, crește înainte de îmbătrânire. Nivelul real de nutriție primit de arbori depinde de mulți factori, inclusiv de „relațiile sociale” în cenoză. Copacii asupriți primesc cantitatea minimă de nutrienți, care este motivul eliminării lor. Exemplarele dominante depind într-o măsură mai mică de cadrul cenotic. Iar creșterea depinde de condițiile mediului abiotic.
De-a lungul timpului, numărul de arbori pe unitate de suprafață scade și raportul claselor cenotice se modifică: proporția arborilor dominanti crește. Rezultă o pădure matură dominată de copaci dominanti.
Așadar, competiția ca factor fitogen de interacțiune directă între organisme poate fi reprezentată ca un proces de distribuție inegală a resurselor, caracterizat printr-o nepotrivire a nevoilor, care duce la împărțirea plantelor în diferite grupe cenotice și la moartea celor asupriți.
Restricția reciprocă diferă de concurență în distribuția proporțională a resurselor nutritive ale mediului. Deși mulți cercetători o atribuie unuia dintre tipurile de competiție - simetrică. O astfel de interacțiune are loc între indivizi cu abilități competitive aproximativ egale ale aceleiași specii sau ale unor specii diferite.
Creșterea concurenței
Concurența între plante poate apărea numai dacă sunt îndeplinite următoarele condiții:
- asemănări calitative și cantitativenecesită;
- consum partajat de resurse dintr-o sursă comună;
- lipsa existentă de resurse de mediu.
Evident, cu un exces de resurse, nevoile fiecărei plante sunt pe deplin satisfăcute, ceea ce nu se aplică factorilor fitogeni. Totuși, în cazul opus, și chiar și cu alimentația articulară, începe lupta pentru existență. Dacă rădăcinile active ale plantelor se află în același strat de sol și sunt în contact unele cu altele, este dificil să se judece distribuția uniformă a nutrienților. Dacă rădăcinile sau coroanele sunt situate în straturi diferite, atunci alimentația nu este considerată simultană (este secvențială), ceea ce înseamnă că nu putem vorbi despre competiție.
Exemple de competiție între plante
Concurența poate veni pentru lumină, pentru nutrienții din sol și pentru insectele polenizatoare. Poate fi influențată nu numai de nutrienții înșiși, ci și de mulți factori fitogeni. Un exemplu este formarea desișurilor dense pe soluri în care există multă nutriție minerală și umiditate. Principala luptă în acest caz este pentru lumină. Dar pe solurile sărace, de obicei fiecare plantă primește cantitatea necesară de raze ultraviolete, iar lupta este pentru resursele solului.
Rezultatul competiției intraspecifice este distribuirea arborilor din aceeași specie în clase de Meșteșuguri. În funcție de puterea lor, plantele se pot referi la:
Clasa
Clasa
Clasa
Clasa
Clasa
Concurența pentru polenizatori este importantă și pentru plante, unde învinge specia care atrage cel mai bine insectele. Mai mult nectar sau dulceață poate fi un avantaj.
Interacțiuni adaptive
Ele se manifestă prin faptul că factorii fitogeni care transformă mediul înconjurător fac ca proprietățile acestuia să fie acceptabile pentru plantele acceptoare. Cel mai adesea, schimbarea are loc nesemnificativ și se manifestă pe deplin numai atunci când specia care influențează este un edificator puternic și trebuie prezentată în toată gama de dezvoltare.
O formă de contact mecanic este utilizarea de către un organism a unei alte plante ca substrat. Acest fenomen se numește epifitism. Aproximativ 10% din toate tipurile de organisme vegetale sunt epifite. Sensul ecologic al acestui fenomen constă într-un fel de adaptare la regimul de lumină în condiții de densitate tropicală.păduri: epifitele au posibilitatea de a ajunge la razele de lumină fără costuri semnificative de creștere.
Contactele fiziologice ale diferitelor plante includ parazitismul și saprotrofismul, care se aplică și factorilor fitogeni. Nu uitați de mutualism, un exemplu al căruia este simbioza miceliului fungic și a rădăcinilor plantelor. În ciuda faptului că ciupercile primesc carbohidrați de la plante, hifele acestora măresc de zece ori suprafața de absorbție a rădăcinii.
Formulare de conectare
Toate felurile de mecanisme ale interacțiunilor atât pozitive, cât și negative între diferite organisme vii pot fi foarte subtile și neevidente. Relativ recent, un grup de oameni de știință a studiat în detaliu efectele plantelor asupra mediului cu ajutorul eliminării pe tot parcursul vieții a substanțelor organice complexe care au o funcție protectoare în mediu. Astfel de relații între plante sunt numite alelopatice. Ele afectează semnificativ dimensiunea bioproduselor obținute ale plantelor (nu numai cultivate, ci și sălbatice) și, de asemenea, determină cele mai bune modalități de rotație a culturilor în plantațiile de grădină (de exemplu, un măr se dezvoltă mai bine după coacăze sau zmeură, prunele sunt cel mai bine plantat în acele locuri în care obișnuiau să crească pere sau piersici).
Principalele forme de conexiuni între plante și animale în biocenoze, conform lui V. N. Beklemishev, sunt:
- Conexiuni topice care apar din cauza faptului că unul sau mai multe organisme schimbă mediul altora într-o direcție favorabilă. De exemplu, mușchii de sphagnum au tendința de a acidifica soluția din sol, ceea ce creează condiții favorabile pentru roză și merișoare din mlaștini.
- Legături trofice, care constau în faptul că reprezentanții unei specii folosesc ca sursă de hrană un individ al altei specii, deșeurile sau resturile acestuia. Datorită legăturilor trofice, berzele intră în cenozele zonelor umede, iar elanii se stabilesc de obicei în pădurile de aspen.
- Legături de fabrică care apar atunci când indivizii unor specii folosesc membrii altor specii pentru a-și construi cuiburile sau locuințele. De exemplu, copacii oferă păsărilor goluri sau ramuri pentru construirea cuiburilor.
