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“서식지”나 “생활 조건”과 같은 개념은 생태학자의 관점에서는 동일하지 않습니다.
서식지(Habitat)는 유기체를 둘러싸고 있으며 유기체가 생애주기 동안 직접적으로 상호작용하는 자연의 일부입니다.
각 유기체의 서식지는 시간과 공간에 따라 복잡하고 가변적입니다. 여기에는 생명체와 무생물의 많은 요소와 인간과 그의 경제 활동에 의해 도입된 요소가 포함됩니다. 생태학에서는 이러한 환경 요소를 환경 요소라고 합니다. 요인. 신체와 관련하여 모든 환경 요인이 동일하지 않습니다. 그들 중 일부는 그의 삶에 영향을 미치는 반면 다른 일부는 그에게 무관심합니다. 일부 요소의 존재는 유기체의 생명에 필수적이고 필요한 반면 다른 요소는 필요하지 않습니다.
중립 요인-신체에 영향을 미치지 않고 어떠한 반응도 일으키지 않는 환경 구성 요소. 예를 들어, 숲 속의 늑대, 다람쥐나 딱따구리의 존재, 나무 위의 썩은 그루터기나 이끼류의 존재는 무관심합니다. 그것들은 그에게 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
환경적 요인-신체에 영향을 미치고 반응을 일으키는 환경의 특성과 구성 요소. 이러한 반응이 본질적으로 적응적이라면 이를 적응이라고 합니다. 적응(위도부터 적응- 조정, 적응) - 특정 서식지에서 유기체의 생존과 번식을 보장하는 특성의 표시 또는 집합입니다. 예를 들어, 물고기의 유선형 몸체는 밀도가 높은 물 환경에서 움직임을 촉진합니다. 건조한 지역의 일부 식물 종에서는 물이 잎(알로에)이나 줄기(선인장)에 저장될 수 있습니다.
서식지에서는 환경 요인이 각 유기체마다 중요도가 다릅니다. 예를 들어, 이산화탄소는 동물의 생명에 중요한 것이 아니라 식물의 생명에 필수적이지만, 둘 다 물이 없으면 존재할 수 없습니다. 따라서 모든 종류의 유기체가 존재하려면 특정 환경 요인이 필요합니다.
존재 조건 (생명)은 주어진 환경에서 유기체가 존재할 수없는 복잡한 환경 요인입니다.
서식지에 이 복합체의 요소 중 하나 이상이 없으면 유기체가 죽거나 중요한 기능이 억제됩니다. 따라서 식물 유기체의 존재 조건에는 물의 존재, 특정 온도, 빛, 이산화탄소 및 미네랄이 포함됩니다. 동물 유기체의 경우 물, 특정 온도, 산소 및 유기 물질이 필수입니다.
다른 모든 환경 요인은 유기체의 존재에 영향을 미칠 수 있지만 유기체에 필수적이지는 않습니다. 그들 불리는 2차 요인. 예를 들어, 이산화탄소와 분자질소는 동물에게 필수적인 것이 아니며, 식물의 존재에 유기물질의 존재가 반드시 필요한 것도 아닙니다.
환경 요인의 분류
환경적 요인은 다양합니다. 그들은 유기체의 삶에서 다른 역할을 하고, 다른 성격과 특정한 행동을 가지고 있습니다. 환경 요인이 단일 복합체로 신체에 영향을 미치더라도 다른 기준에 따라 분류됩니다. 이를 통해 유기체와 환경의 상호 작용 패턴을 더 쉽게 연구할 수 있습니다.
기원의 성격에 따른 다양한 환경 요인으로 인해 우리는 이를 세 가지 큰 그룹으로 나눌 수 있습니다. 각 그룹에서는 요인의 여러 하위 그룹을 구별할 수 있습니다.
비생물적 요인- 신체에 직간접적으로 영향을 미치고 반응을 일으키는 무생물의 요소. 이들은 4개의 하위 그룹으로 나뉩니다:
- 기후 요인- 특정 서식지에서 기후를 형성하는 모든 요소(빛, 공기 중 가스 구성, 강수량, 온도, 공기 습도, 기압, 풍속 등)
- 에다프 요인(그리스어 edafos - 토양에서) - 토양 특성은 물리적 특성(습도, 울퉁불퉁함, 공기 및 수분 투과성, 밀도 등)과 화학적인(산도, 미네랄 조성, 유기물 함량);
- 지형적 요인(구호 요소) - 지형의 특성 및 특이성. 여기에는 해발 고도, 위도, 경사도(수평선에 대한 지형의 경사각), 노출(기본 지점에 대한 지형의 위치)이 포함됩니다.
- 신체적 요인— 자연의 물리적 현상(중력, 지구 자기장, 이온화 및 전자기 복사 등).
생물학적 요인- 살아있는 자연의 요소, 즉 다른 유기체에 영향을 미치고 그 안에서 반응을 일으키는 살아있는 유기체. 그들은 가장 다양한 성격을 갖고 있으며 직접적으로 작용할 뿐만 아니라 무기적 성질의 요소를 통해 간접적으로 작용합니다. 생물학적 요인은 두 가지 하위 그룹으로 나뉩니다.
- 종내 요인— 주어진 유기체와 동일한 종의 유기체에 의해 영향이 발휘됩니다(예를 들어 숲에서는 키가 큰 자작나무가 작은 자작나무를 가리고, 양서류에서는 숫자가 높을 때 큰 올챙이가 속도를 늦추는 물질을 분비합니다) 더 작은 올챙이의 발달 등);
- 종간 요인— 다른 종의 개체가 이 유기체에 영향을 미칩니다(예를 들어 가문비나무는 왕관 아래 초본 식물의 성장을 억제하고 결절 박테리아는 콩과 식물에 질소를 제공하는 등).
영향을 미치는 유기체가 누구인지에 따라 생물학적 요인은 네 가지 주요 그룹으로 나뉩니다.
- 식물성 (그리스어에서 유래) 피톤- 식물) 요인 - 식물이 신체에 미치는 영향
- 동물원성(그리스어에서 유래) 개충- 동물) 요인 - 동물이 신체에 미치는 영향
- 진균성(그리스어에서 유래) 마이케스- 버섯) 요인 - 버섯이 신체에 미치는 영향;
- 마이크로제닉(그리스어에서 유래) 마이크로- 작은) 요인 - 다른 미생물(박테리아, 원생생물)과 바이러스가 신체에 미치는 영향.
인위적 요인- 유기체 자체와 서식지 모두에 영향을 미치는 다양한 유형의 인간 활동. 노출 방법에 따라 인위적 요인의 두 하위 그룹이 구별됩니다.
- 직접적인 요인— 유기체에 대한 인간의 직접적인 영향(잔디 깎기, 숲 심기, 동물 쏘기, 물고기 사육)
- 간접 요인— 유기체의 존재 자체와 경제 활동을 통해 유기체의 서식지에 대한 인간의 영향. 생물학적 존재로서 인간은 산소를 흡수하고 이산화탄소를 배출하여 식량 자원을 회수합니다. 사회적 존재로서 그는 농업, 산업, 운송, 가사 활동 등을 통해 영향력을 행사합니다.
영향의 결과에 따라 이러한 인위적 요인의 하위 그룹은 긍정적인 영향 요인과 부정적인 영향 요인으로 나뉩니다. 긍정적 영향 요인유기체 수를 최적의 수준으로 늘리거나 서식지를 개선합니다. 그 예로는 식물 심기 및 먹이주기, 동물 사육 및 보호, 환경 보호 등이 있습니다. 부정적인 영향 요인유기체의 수를 최적 수준 이하로 줄이거나 서식지를 저하시킵니다. 여기에는 삼림 벌채, 환경 오염, 서식지 파괴, 도로 건설 및 기타 통신이 포함됩니다.
간접적인 인위적 요인은 기원의 성격에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다.
- 물리적— 인간 활동 중에 생성되는 전자기 및 방사성 방사선, 사용 중 건설, 군사, 산업 및 농업 장비의 생태계에 직접적인 영향을 미칩니다.
- 화학적인- 연료 연소 생성물, 살충제, 중금속;
- 생물학적— 인간 활동 중에 분포되어 자연 생태계에 침입하여 생태학적 균형을 붕괴시킬 수 있는 유기체 종;
- 사회의- 도시와 통신의 성장, 지역 간 갈등과 전쟁.
서식지는 유기체가 일생 동안 직접 상호 작용하는 자연의 일부입니다. 환경 요인은 신체에 영향을 미치고 신체에 반응을 일으키는 환경의 특성 및 구성 요소입니다. 생태학적 요인은 기원의 성격에 따라 비생물적(기후, 에다프, 지형, 물리적), 생물학적(종내, 종간) 및 인위적(직접, 간접) 요인으로 구분됩니다.
환경이 신체에 미치는 영향.
모든 유기체는 개방형 시스템입니다. 즉, 외부로부터 물질, 에너지, 정보를 수신하므로 환경에 전적으로 의존합니다. 이는 러시아 과학자 K.F.가 발견한 법칙에 반영되어 있습니다. Roulier: "어떤 물체(유기체)의 발달(변화) 결과는 그 내부 특성과 그것이 위치한 환경의 특성의 비율에 따라 결정됩니다." 이 법칙은 보편적이기 때문에 최초의 환경법이라고도 불립니다.
유기체는 대기의 가스 구성(H: 광합성의 결과)을 변화시켜 환경에 영향을 미치고 토양 형성, 구호, 기후 등에 참여합니다.
서식지에 대한 유기체의 영향의 한계는 또 다른 생태법 (Kurazhkovsky Yu.N.)에 의해 설명됩니다. 각 유형의 유기체는 환경에서 필요한 물질을 소비하고 중요한 활동의 산물을 방출하여 환경을 변화시킵니다. 서식지가 존재하기에 적합하지 않게 되는 방식입니다.
1.2.2. 생태학적 환경 요인과 그 분류.
개별 발달의 적어도 한 단계에서 유기체에 영향을 미치는 환경의 개별 요소 집합을 호출합니다. 환경 요인.
기원의 성격에 따라 비생물적 요인, 생물학적 요인, 인위적 요인이 구별됩니다. (슬라이드 1)
비생물적 요인- 이는 살아있는 유기체에 직간접적으로 영향을 미치는 무생물의 특성(온도, 빛, 습도, 공기, 물, 토양의 구성, 지구의 자연 방사선 배경, 지형) 등입니다.
생물학적 요인-이것들은 살아있는 유기체가 서로에게 미치는 모든 형태의 영향입니다. 생물학적 요인의 효과는 직접적이거나 간접적일 수 있으며, 예를 들어 박테리아의 영향으로 인한 토양 구성의 변화 또는 숲의 미기후 변화와 같은 환경 조건의 변화로 표현됩니다.
개별 유기체 종 간의 상호 연결은 개체군, 생물권 및 생물권 전체의 존재를 뒷받침합니다.
이전에는 인간이 살아있는 유기체에 미치는 영향도 생물적 요인으로 분류되었지만 이제는 인간이 생성하는 특별한 범주의 요인으로 구분됩니다.
인위적 요인- 이는 서식지와 다른 종으로서의 자연의 변화를 가져오고 그들의 삶에 직접적인 영향을 미치는 인간 사회의 모든 형태의 활동입니다.
지구상의 인간 활동은 자연에 직간접적으로 영향을 미치는 특별한 힘으로 식별되어야 합니다. 직접적인 영향에는 인간의 소비, 동식물의 개별 종의 번식 및 정착뿐만 아니라 전체 생물권의 생성도 포함됩니다. 간접적인 영향은 유기체의 서식지, 즉 기후, 하천 체계, 토지 조건 등의 변화를 통해 수행됩니다. 인구가 증가하고 인류의 기술 수준이 향상됨에 따라 인위적인 환경 요인의 비율은 꾸준히 증가하고 있습니다.
환경적 요인은 시간과 공간에 따라 다양하다. 일부 환경 요인은 종의 진화에서 장기간에 걸쳐 상대적으로 일정하다고 간주됩니다. 예를 들어 중력, 태양 복사, 바다의 염분 구성 등이 있습니다. 대부분의 환경 요인(기온, 습도, 풍속)은 공간과 시간에 따라 매우 다양합니다.
이에 따라 노출의 규칙성에 따라 환경 요인은 다음과 같이 나뉩니다 (슬라이드 2).
· 정기적으로 , 하루 중 시간, 계절 또는 바다의 조수 리듬에 따라 충격의 강도가 변경됩니다. 예를 들어, 겨울이 시작되면서 북위도 온대 기후대의 온도 감소 등이 있습니다.
· 불규칙적으로 주기적으로 , 재앙적인 현상: 폭풍, 강우, 홍수 등
· 비주기적, 명확한 패턴 없이 일회성으로 자연스럽게 발생합니다. 예를 들어, 새로운 화산의 출현, 화재, 인간 활동.
따라서 모든 살아있는 유기체는 무생물, 인간을 포함한 다른 종의 유기체의 영향을 받고, 차례로 이러한 각 구성 요소에 영향을 미칩니다.
순서대로 요인은 다음과 같이 나뉩니다. 주요한 그리고 중고등 학년 .
주요한환경적 요인은 생명체가 출현하기 전부터 지구상에 항상 존재해 왔으며, 모든 생명체는 이러한 요인(온도, 기압, 조수, 계절 및 일별 빈도)에 적응해 왔습니다.
중고등 학년환경 요인은 주요 환경 요인(물 탁도, 공기 습도 등)의 가변성으로 인해 발생하고 변화합니다.
신체에 미치는 영향에 따라 모든 요소는 다음과 같이 나뉩니다. 직접적인 작용 요인 그리고 간접적인 .
영향의 정도에 따라 치명적 (사망으로 이어짐), 극한, 제한적, 교란, 돌연변이 유발, 기형 유발, 개인 발달 중 기형 유발)으로 구분됩니다.
각 환경 요인은 힘, 압력, 빈도, 강도 등 특정 정량적 지표로 특징 지어집니다.
1.2.3. 유기체에 대한 환경 요인의 작용 패턴. 제한 요소. 리비히의 최소의 법칙. 쉘퍼드의 관용의 법칙. 종의 생태학적 최적에 대한 교리. 환경 요인의 상호 작용.
다양한 환경 요인과 기원의 다양한 특성에도 불구하고 살아있는 유기체에 미치는 영향에 대한 몇 가지 일반적인 규칙과 패턴이 있습니다. 모든 환경 요인은 다음과 같이 신체에 영향을 미칠 수 있습니다(슬라이드):
· 종의 지리적 분포를 변경합니다.
· 종의 번식력과 사망률을 변화시킵니다.
· 이주를 유발합니다.
· 종의 적응 특성과 적응의 출현을 촉진합니다.
요인의 작용은 임계 값이 아닌 유기체에 최적인 특정 요인 값에서 가장 효과적입니다. 유기체에 대한 요인의 작용 패턴을 고려해 봅시다. (미끄러지 다).
환경 요인의 작용 결과의 강도에 대한 의존성을 환경 요인의 유리한 작용 범위라고합니다. 최적의 구역 (정상적인 생활 활동). 요인의 작용과 최적의 작용 편차가 클수록 이 요인은 인구의 필수 활동을 더 많이 억제합니다. 이 범위는 억압 구역 (페시멈) . 요인의 최대 및 최소 이전 가능 값은 유기체 또는 개체군의 존재가 더 이상 가능하지 않은 중요한 지점입니다. 임계점 사이의 요인의 작용 범위를 호출합니다. 관용 영역 이 요인과 관련된 신체의 (지구력). 신체의 생체 활동을 가장 잘 나타내는 x축 지점은 해당 인자의 최적 값을 의미하며 다음과 같이 불립니다. 최적의 지점. 최적의 지점을 결정하는 것은 어렵기 때문에 일반적으로 다음과 같이 이야기합니다. 최적의 구역 또는 안락 지대. 따라서 최소, 최대, 최적점은 3개이다. 기본 포인트 , 주어진 요인에 대한 신체의 가능한 반응을 결정합니다. 어떤 요인(또는 일련의 요인)이 안전 지대를 넘어 우울한 영향을 미치는 환경 조건을 생태학이라고 합니다. 극심한 .
고려된 패턴을 호출합니다. "최적의 법칙" .
유기체가 살기 위해서는 일정한 조건의 조합이 필요합니다. 하나를 제외하고 모든 환경 조건이 유리하다면 이 조건은 해당 유기체의 생명에 결정적인 영향을 미칩니다. 그것은 유기체의 발달을 제한 (한계)하므로 호출됩니다. 제한 요인 . 저것. 제한 요인 - 종의 생존 한계를 넘어서는 중요성을 갖는 환경 요인.
예를 들어, 겨울에 수역에서 물고기가 죽는 것은 산소 부족으로 인해 발생하고, 잉어는 바다(바닷물)에 살지 않으며, 토양 벌레의 이동은 과도한 수분과 산소 부족으로 인해 발생합니다.
처음에는 미네랄 염, 수분, 빛 등과 같은 구성 요소가 부족하여 살아있는 유기체의 발달이 제한된다는 것이 밝혀졌습니다. 19세기 중반 독일의 유기화학자 유스타스 리비히(Eustace Liebig)는 식물의 성장이 비교적 적은 양으로 존재하는 영양분에 달려 있다는 것을 최초로 실험적으로 증명했습니다. 그는 이 현상을 최소의 법칙이라고 불렀습니다. 저자의 이름을 따서라고도 불립니다. 리비히의 법칙 . (리비히 배럴).
현대적인 공식에서 최소의 법칙 다음과 같이 들립니다: 유기체의 지구력은 환경적 요구의 사슬 중 가장 약한 고리에 의해 결정됩니다. 그러나 나중에 밝혀진 바와 같이, 결핍뿐만 아니라 과도한 요소도 비로 인한 작물 손실, 비료로 인한 토양의 과포화 등을 제한할 수 있습니다. 최소값과 함께 최대값도 제한 요소가 될 수 있다는 개념은 리비히 이후 70년 후에 미국의 동물학자 W. Shelford에 의해 도입되었습니다. 관용의 법칙 . 에 따르면 관용의 법칙에 따르면 개체군(유기체)의 번영을 제한하는 요소는 환경에 미치는 영향의 최소 또는 최대일 수 있으며, 그 범위에 따라 유기체의 지구력(내성 한계) 또는 생태학적 가치가 결정됩니다. 이 요인에
제한 요인의 원리는 식물, 동물, 미생물 등 모든 유형의 살아있는 유기체에 유효하며 비생물적 요인과 생물적 요인 모두에 적용됩니다.
예를 들어, 다른 종과의 경쟁은 특정 종의 유기체 발달을 제한하는 요인이 될 수 있습니다. 농업에서는 해충과 잡초가 종종 제한 요소가 되며, 일부 식물의 경우 발달의 제한 요소는 다른 종의 대표자가 부족하거나 부재하는 것입니다. 예를 들어, 새로운 종류의 무화과가 지중해에서 캘리포니아로 옮겨졌지만, 그곳에서 유일한 수분벌 종을 가져오기 전까지는 열매를 맺지 못했습니다.
관용의 법칙에 따르면 물질이나 에너지가 너무 많으면 오염물질이 됩니다.
따라서 건조한 지역에서도 과도한 물은 해롭고 물은 최적의 양이 절대적으로 필요하지만 일반적인 오염 물질로 간주될 수 있습니다. 특히 과도한 물은 chernozem 구역에서 정상적인 토양 형성을 방해합니다.
비생물적 환경 요인과 관련된 종의 광범위한 생태학적 원자가는 요인 이름에 접두사 "evry"와 좁은 의미의 "steno"를 추가하여 표시됩니다. 엄격하게 정의된 환경 조건을 필요로 하는 존재를 종이라고 합니다. 스테노비온트 , 매개변수의 광범위한 변화로 생태학적 상황에 적응하는 종 - 유리비온트 .
예를 들어, 큰 온도 변화를 견딜 수 있는 동물을 동물이라고 합니다. 온열의, 좁은 온도 범위가 일반적입니다. 발열의 유기체. (미끄러지 다). 온도의 작은 변화는 광열 유기체에 거의 영향을 미치지 않으며 청열 유기체에는 재앙이 될 수 있습니다(그림 4). 유리수체 그리고 스테노하이드로이드 유기체는 습도 변동에 반응하는 방식이 다릅니다. 유리할린 그리고 스테노할린 – 환경의 염분 정도에 따라 서로 다른 반응을 보입니다. 유로익 유기체는 다양한 장소에서 살 수 있으며, 벽걸이형 – 서식지 선택에 대한 엄격한 요구 사항을 나타냅니다.
압력과 관련하여 모든 유기체는 다음과 같이 나뉩니다. 유류베이트 그리고 속박 또는 정류장 (심해어).
산소와 관련하여 그들은 방출합니다. 유리옥시비온트 (붕어) 그리고 스테노옥시비온트 s (회색).
영토(비오톱)와 관련하여 – 유리 주제 (큰 가슴) 그리고 협착증 (물수리).
음식과 관련해 - 유리파지 (corvids) 그리고 속골 , 그 중 우리가 강조할 수 있는 것은 어류파지 (물수리), 엔토모파지 (버자드, 스위프트, 제비), 포식성 (새는 비서입니다).
다양한 요인과 관련된 종의 생태학적 원자가는 매우 다양할 수 있으며, 이는 자연에 다양한 적응을 만들어냅니다. 다양한 환경 요인과 관련된 환경 원자가의 총합은 다음과 같습니다. 종의 생태학적 스펙트럼 .
신체의 내성 한계는 발달의 한 단계에서 다른 단계로 전환하는 동안 변경됩니다. 종종 어린 유기체는 성인 개체보다 더 취약하고 환경 조건을 더 많이 요구하는 것으로 나타났습니다.
다양한 요인의 영향이라는 관점에서 볼 때 가장 중요한 시기는 번식기입니다. 이 기간 동안 많은 요인이 제한됩니다. 번식하는 개체, 종자, 배아, 유충, 알의 생태학적 원자가는 일반적으로 같은 종의 성체 비번식 식물이나 동물에 비해 더 좁습니다.
예를 들어, 많은 해양 동물은 염화물 함량이 높은 기수나 담수를 견딜 수 있으므로 상류 강으로 들어가는 경우가 많습니다. 그러나 그들의 유충은 그러한 물에서 살 수 없기 때문에 종은 강에서 번식할 수 없으며 여기에 영구적인 서식지를 구축하지 않습니다. 많은 새들은 기후가 따뜻한 곳 등에서 새끼를 키우기 위해 날아갑니다.
지금까지 우리는 하나의 요인과 관련하여 살아있는 유기체의 내성 한계에 대해 이야기했지만 자연에서는 모든 환경 요인이 함께 작용합니다.
환경 요인과 관련된 신체 지구력의 최적 영역과 한계는 다른 요인이 동시에 작용하는 조합에 따라 바뀔 수 있습니다. 이 패턴을 환경 요인의 상호 작용 (별자리 ).
예를 들어, 습한 공기보다는 건조한 공기에서 열을 견디기가 더 쉽다는 것이 알려져 있습니다. 온화한 날씨보다 강풍이 불고 기온이 낮을 때 결빙 위험이 훨씬 더 높습니다. 특히 식물 성장에는 아연과 같은 원소가 필요하며 이는 종종 제한 요인이 됩니다. 그러나 그늘에서 자라는 식물의 경우 햇빛에 있는 식물보다 그 필요성이 적습니다. 소위 요인 보상이 발생합니다.
그러나 상호 보상에는 일정한 한계가 있으며 요소 중 하나를 다른 요소로 완전히 대체하는 것은 불가능합니다. 다른 조건의 가장 유리한 조합에도 불구하고 물이 전혀 없거나 미네랄 영양의 필수 요소 중 하나 이상이 식물의 생명을 불가능하게 만듭니다. 그것은 다음과 같습니다 생명을 유지하는 데 필요한 모든 환경 조건은 동일한 역할을 하며 어떤 요인이든 유기체의 존재 가능성을 제한할 수 있습니다. 이것이 모든 생활 조건의 등가 법칙입니다.
각 요인은 다양한 신체 기능에 서로 다른 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어 유기체의 성장과 같은 일부 과정에 최적인 조건은 생식과 같은 다른 과정에 대한 억압 영역으로 판명될 수 있으며 관용의 한계를 넘어 사망으로 이어질 수 있습니다. , 다른 사람들을 위해. 따라서 유기체가 특정 기간 동안 특정 기능(영양, 성장, 번식, 정착)을 주로 수행하는 생활주기는 식물 세계의 계절성과 같은 환경 요인의 계절적 변화와 항상 일치합니다. 계절.
개인 또는 개인과 환경의 상호 작용을 결정하는 법칙 중에서 우리는 다음을 강조합니다. 유기체의 유전적 사전 결정에 따른 환경 조건의 준수 규칙 . 그것은 주장한다 유기체의 종은 그것을 둘러싼 자연 환경이 이 종의 변동과 변화에 적응하는 유전적 능력에 상응할 때까지 그리고 그 정도까지 존재할 수 있다는 것입니다. 각 살아있는 종은 특정 환경에서 발생하여 어느 정도 적응했으며 종의 추가 존재는 이 환경 또는 유사한 환경에서만 가능합니다. 생활 환경의 급격하고 빠른 변화는 종의 유전적 능력이 새로운 조건에 적응하기에는 부족하다는 사실로 이어질 수 있습니다. 특히 이것은 지구상의 비생물학적 조건이 급격히 변화하면서 대형 파충류가 멸종했다는 가설 중 하나의 기초입니다. 대형 유기체는 작은 유기체보다 가변성이 적기 때문에 적응하는 데 훨씬 더 많은 시간이 필요합니다. 이런 점에서 자연의 급진적인 변화는 인간 자신을 포함해 기존 종들에게 위험합니다.
1.2.4. 불리한 환경 조건에 대한 유기체의 적응
환경적 요인은 다음과 같은 역할을 할 수 있습니다.
· 자극제 생리적, 생화학적 기능에 적응적 변화를 유발합니다.
· 리미터 , 이러한 조건에서는 존재가 불가능합니다.
· 수정자 , 유기체의 해부학적 및 형태학적 변화를 유발합니다.
· 신호 , 다른 환경 요인의 변화를 나타냅니다.
불리한 환경 조건에 적응하는 과정에서 유기체는 후자를 피하기 위한 세 가지 주요 방법을 개발할 수 있었습니다.
활성 경로– 불리한 요인에도 불구하고 유기체의 모든 중요한 기능이 수행되도록 허용하는 규제 프로세스의 개발인 저항성을 강화하는 데 도움이 됩니다.
예를 들어, 포유류와 조류의 온혈.
수동적인 방법환경 요인의 변화에 신체의 중요한 기능이 종속되는 것과 관련이 있습니다. 예를 들어, 현상 숨겨진 삶 , 저수지가 마르거나 추운 날씨 등으로 인해 생체 활동이 중단되는 상태까지 상상의 죽음 또는 정지된 애니메이션 .
예를 들어, 건조된 식물 종자, 포자 및 작은 동물(로티퍼, 선충류)은 200oC 이하의 온도를 견딜 수 있습니다. 아나비아증의 예는 무엇입니까? 식물의 겨울 휴면, 척추동물의 동면, 토양 내 종자 및 포자의 보존.
불리한 환경 요인으로 인해 일부 생명체의 개별 발달에 일시적인 생리적 휴식이 있는 현상을 휴면 .
부작용 방지– 온도 및 기타 조건 측면에서 가장 유리한 기간에 개발의 가장 취약한 단계가 완료되는 수명주기의 본체에 의한 개발입니다.
그러한 적응의 일반적인 경로는 이주입니다.
외부 및 내부 특성의 변화로 표현되는 환경 조건에 대한 유기체의 진화적 적응을 호출합니다. 적응 . 다양한 유형의 적응이 있습니다.
형태학적 적응. 유기체는 일반적인 조건에서 유기체의 생존과 성공적인 기능에 기여하는 외부 구조의 특징을 개발합니다.
예를 들어, 수생 동물의 유선형 신체 형태, 다육식물의 구조, 염생식물의 적응 등이 있습니다.
환경과 상호 작용하는 방식을 반영하는 외부 형태를 갖는 동물이나 식물의 형태적 적응 유형을 호출합니다. 종의 생활 형태 . 동일한 환경 조건에 적응하는 과정에서 서로 다른 종은 비슷한 생명체를 가질 수 있습니다.
예를 들어 고래, 돌고래, 상어, 펭귄.
생리적 적응음식의 구성에 따라 결정되는 동물의 소화관에 있는 효소 세트의 특성으로 나타납니다.
예를 들어, 낙타의 지방을 산화시켜 수분을 공급하는 것입니다.
행동 적응– 피난처 만들기, 가장 유리한 조건을 선택하기 위한 이동, 포식자 겁주기, 숨기, 학교 행동 등에서 나타납니다.
각 유기체의 적응은 유전적 소인에 따라 결정됩니다. 유전적 사전 결정에 따른 환경 조건 준수 규칙 상태: 특정 유기체 종을 둘러싼 환경이 이 종의 변동 및 변화에 적응하는 유전적 능력과 일치하는 한 이 종은 존재할 수 있습니다. 환경 조건의 급격하고 급격한 변화는 적응 반응의 속도가 환경 조건의 변화보다 뒤쳐져 종의 제거로 이어질 수 있다는 사실로 이어질 수 있습니다. 위의 내용은 인간에게 완전히 적용됩니다.
1.2.5. 주요 비생물적 요인.
비생물적 요인은 살아있는 유기체에 직간접적으로 영향을 미치는 무생물의 특성이라는 점을 다시 한 번 상기해 보겠습니다. 슬라이드 3은 비생물적 요인의 분류를 보여줍니다.
온도가장 중요한 기후 요인이다. 그녀에게 달려있다 신진 대사율유기체와 그들의 지리적 분포. 모든 유기체는 특정 온도 범위 내에서 살 수 있습니다. 그리고 다양한 유형의 유기체에 대해 ( 온열 및 Stenothermic) 이러한 간격은 다르며 대부분의 경우 중요한 기능이 가장 적극적이고 효율적으로 수행되는 최적 온도 영역이 상대적으로 작습니다. 생명체가 존재할 수 있는 온도 범위는 약 300°C, 즉 -200°C에서 +100°C입니다. 그러나 대부분의 종과 활동의 대부분은 훨씬 더 좁은 온도 범위에 국한됩니다. 일부 유기체, 특히 휴면 단계의 유기체는 매우 낮은 온도에서 적어도 얼마 동안 생존할 수 있습니다. 주로 박테리아와 조류 등 특정 유형의 미생물은 끓는점에 가까운 온도에서 생존하고 번식할 수 있습니다. 온천 박테리아의 상한은 88C, 남조류의 경우 80C, 가장 저항력이 강한 어류 및 곤충의 경우 약 50C입니다. 일반적으로 계수의 상한값은 다음보다 더 중요합니다. 허용 범위의 상한선 근처에 있는 많은 유기체가 더 효과적으로 기능하기는 하지만 낮은 것입니다.
수생동물은 육상동물에 비해 온도 내성 범위가 좁은 경향이 있는데, 그 이유는 물속의 온도 범위가 육지에 비해 작기 때문입니다.
살아있는 유기체에 미치는 영향의 관점에서 온도 변화는 매우 중요합니다. 10~20C(평균 15C) 범위의 온도는 15C의 일정한 온도와 같은 방식으로 신체에 반드시 영향을 미치는 것은 아닙니다. 일반적으로 자연의 다양한 온도에 노출되는 유기체의 필수 활동은 완전히 또는 부분적으로 억제되거나 일정한 온도의 영향으로 속도가 느려집니다. 가변 온도를 이용하면 항온 조건에 비해 메뚜기 알의 발육을 평균 38.6% 가속화할 수 있었다. 가속 효과가 온도 변동 자체에 의한 것인지, 아니면 단기적인 온도 상승으로 인한 성장 강화에 의한 것인지 온도가 감소할 때 성장 둔화로 보상되지 않는 것인지는 아직 명확하지 않습니다.
따라서 온도는 중요하며 매우 제한적인 요소입니다. 온도 리듬은 식물과 동물의 계절적 활동과 일일 활동을 크게 제어합니다. 온도는 종종 수생 및 육상 서식지에서 구역화 및 층화를 생성합니다.
물모든 원형질에 생리적으로 필요합니다. 생태학적 관점에서 볼 때, 이는 양이 크게 변동하거나 높은 염도가 삼투를 통해 신체의 수분 손실에 기여하는 육상 서식지와 수생 서식지 모두에서 제한 요인으로 작용합니다. 모든 살아있는 유기체는 물의 필요성과 서식지의 차이에 따라 여러 생태 그룹으로 나뉩니다. 친수성의- 물 속에서 영구적으로 생활합니다. 친수성의- 매우 습한 서식지에 살고 있습니다. 중온성의- 물에 대한 적당한 필요성과 호기성- 건조한 서식지에 산다.
강수량이 요소를 연구할 때 측정되는 주요 양은 습도입니다. 강수량은 주로 기단의 대규모 이동 경로와 특성에 따라 달라집니다. 예를 들어, 바다에서 부는 바람은 대부분의 수분을 바다를 향한 경사면에 남겨두어 산 뒤에 '비 그림자'를 만들어 사막 형성에 기여합니다. 내륙으로 이동하면서 공기는 일정량의 수분을 축적하고 강수량은 다시 증가합니다. 사막은 남서 아프리카의 나미 사막과 같이 바다가 아닌 광활한 내륙 건조 지역에서 바람이 부는 높은 산맥 뒤나 해안선을 따라 위치하는 경향이 있습니다. 계절에 따른 강수량 분포는 유기체에 대한 매우 중요한 제한 요소입니다. 균일하게 분포된 강우에 의해 생성된 조건은 한 계절 동안 강우에 의해 생성된 조건과 완전히 다릅니다. 이 경우 동물과 식물은 장기간의 가뭄을 견뎌야 합니다. 일반적으로 우기와 건기가 잘 정의되어 있는 열대와 아열대 지방에서는 계절에 따른 강수량의 고르지 못한 분포가 발견됩니다. 열대 지역에서는 습도의 계절적 리듬이 온대 지역의 열과 빛의 계절적 리듬과 유사하게 유기체의 계절적 활동을 조절합니다. 이슬은 상당할 수 있으며, 강우량이 적은 곳에서는 총 강수량에 매우 중요한 기여를 합니다.
습기- 공기 중의 수증기 함량을 특성화하는 매개변수. 절대습도단위 공기 부피당 수증기의 양이다. 온도와 압력에 따라 공기가 보유하는 증기의 양이 달라지기 때문에 이 개념은 상대습도주어진 온도와 압력에서 공기에 포함된 증기와 포화 증기의 비율입니다. 자연에는 밤에는 증가하고 낮에는 감소하며 수직 및 수평으로 변동하는 일일 습도 리듬이 있기 때문에 이 요소는 빛 및 온도와 함께 유기체의 활동을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 습도는 온도 고도의 영향을 수정합니다. 예를 들어, 임계에 가까운 습도 조건에서는 온도가 더 중요한 제한 효과를 갖습니다. 마찬가지로 온도가 극한값에 가까우면 습도가 더욱 중요한 역할을 합니다. 큰 수역은 육지의 기후를 크게 완화시킵니다. 왜냐하면 물은 기화 및 용융의 큰 잠열을 특징으로 하기 때문입니다. 실제로 기후에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 대륙의극한의 온도와 습도로 인해 해상,이는 덜 급격한 변동이 특징이며, 이는 큰 수역의 조절 영향으로 설명됩니다.
살아있는 유기체가 이용할 수 있는 지표수의 공급은 해당 지역의 강수량에 따라 다르지만 이러한 값이 항상 일치하는 것은 아닙니다. 따라서 물이 다른 지역에서 나오는 지하 수원을 사용하면 동물과 식물은 강수로 물을 받는 것보다 더 많은 물을 받을 수 있습니다. 반대로 빗물은 때때로 유기체에 즉시 접근할 수 없게 됩니다.
태양으로부터의 방사선다양한 길이의 전자기파를 나타냅니다. 그것은 주요 외부 에너지 원이기 때문에 살아있는 자연에 절대적으로 필요합니다. 지구 대기권 외부의 태양 복사 에너지 분포 스펙트럼(그림 6)을 보면 태양 에너지의 약 절반이 적외선 영역에서 방출되고, 40%가 가시광선 영역에서, 10%가 자외선 및 X선 영역에서 방출되는 것을 알 수 있습니다.
태양에서 나오는 전자기 복사의 스펙트럼은 매우 넓으며(그림 7), 그 주파수 범위는 다양한 방식으로 생명체에 영향을 미친다는 점을 명심해야 합니다. 오존층을 포함한 지구 대기는 선택적으로, 즉 주파수 범위에서 선택적으로 태양으로부터 전자기 복사 에너지를 흡수하며 주로 0.3 ~ 3 미크론 파장의 복사가 지구 표면에 도달합니다. 더 길고 더 짧은 파장의 방사선은 대기에 흡수됩니다.
태양의 천정 거리가 증가함에 따라 적외선 복사의 상대적 함량도 증가합니다(50%에서 72%).
빛의 질적 징후는 생명체에 중요합니다 - 파장, 강도 및 노출 기간.
동물과 식물은 빛의 파장 변화에 반응하는 것으로 알려져 있습니다. 색각은 여러 동물 그룹에서 흔하며 얼룩이 있습니다. 절지동물, 어류, 새 및 포유류의 일부 종에서는 잘 발달되어 있지만 같은 그룹의 다른 종에서는 없을 수 있습니다.
광합성 속도는 빛의 파장에 따라 달라집니다. 예를 들어, 빛이 물을 통과할 때 스펙트럼의 빨간색과 파란색 부분이 걸러지고 결과적으로 녹색 빛이 엽록소에 약하게 흡수됩니다. 그러나 홍조류에는 이 에너지를 활용하고 녹조류보다 더 깊은 곳에서 살 수 있게 해주는 추가 색소(피코에리트린)가 있습니다.
육상 식물과 수생 식물 모두에서 광합성은 최적의 광 포화 수준까지 선형 관계로 광 강도와 관련되어 있으며, 많은 경우 직사광선의 높은 강도에서 광합성 강도가 감소합니다. 유칼립투스와 같은 일부 식물에서는 직사광선에 의해 광합성이 억제되지 않습니다. 이 경우 개별 식물과 전체 공동체가 다양한 빛 강도에 적응하고 그늘(규조류, 식물성 플랑크톤) 또는 직사광선에 적응함에 따라 요인 보상이 발생합니다.
일광 기간 또는 광주기의 길이는 성장, 많은 식물의 개화, 탈피 및 지방 축적, 새와 포유류의 이동 및 번식, 곤충의 휴면으로 이어지는 일련의 생리적 과정을 포함하는 "시간 스위치" 또는 유발인자입니다. 일부 고등 식물은 낮의 길이가 길어짐에 따라 꽃을 피우고(장일 식물), 일부 고등 식물은 낮이 짧아짐에 따라 꽃을 피웁니다(단일 식물). 많은 광주기에 민감한 유기체에서는 광주기를 실험적으로 변경하여 생물학적 시계 설정을 변경할 수 있습니다.
전리 방사선원자에서 전자를 떼어내고 다른 원자에 부착하여 양이온과 음이온의 쌍을 형성합니다. 그 근원은 암석에 포함된 방사성 물질이며, 또한 우주에서 유래합니다.
다양한 유형의 살아있는 유기체는 다량의 방사선 노출을 견딜 수 있는 능력이 크게 다릅니다. 예를 들어, 2 Sv(은)의 용량은 분쇄 단계에서 일부 곤충의 배아를 사망하게 하고, 5 Sv의 용량은 일부 곤충 유형의 불임으로 이어지며, 10 Sv의 용량은 포유류에게 절대적으로 치명적입니다. 대부분의 연구에 따르면 빠르게 분열하는 세포는 방사선에 가장 민감합니다.
저선량 방사선의 영향은 장기적인 유전적, 신체적 영향을 초래할 수 있기 때문에 평가하기가 더 어렵습니다. 예를 들어, 소나무에 하루 0.01Sv의 방사선을 10년 동안 조사하면 1회 조사량인 0.6Sv와 비슷하게 성장 속도가 느려지는 현상이 나타났습니다. 환경의 방사선 수준이 배경 수준 이상으로 증가하면 유해한 돌연변이의 빈도가 증가합니다.
고등 식물에서 전리 방사선에 대한 민감도는 세포핵의 크기, 더 정확하게는 염색체의 부피나 DNA 함량에 정비례합니다.
고등동물에서는 민감도와 세포 구조 사이에 그러한 단순한 관계가 발견되지 않았습니다. 그들에게는 개별 장기 시스템의 민감도가 더 중요합니다. 따라서 포유동물은 빠르게 분열하는 골수의 조혈 조직이 방사선 조사에 의해 쉽게 손상되기 때문에 적은 양의 방사선에도 매우 민감합니다. 매우 낮은 수준의 만성적으로 작용하는 이온화 방사선이라도 뼈와 기타 민감한 조직에서 종양 세포의 성장을 유발할 수 있으며, 이는 노출 후 수년이 지나야 나타날 수 있습니다.
가스 조성대기 또한 중요한 기후 요인이다(그림 8). 약 30억~35억년 전 대기에는 질소, 암모니아, 수소, 메탄, 수증기가 포함되어 있었고 그 안에는 자유 산소가 없었습니다. 대기의 구성은 주로 화산 가스에 의해 결정되었습니다. 산소 부족으로 인해 태양에서 나오는 자외선을 차단하는 오존 스크린이 없었습니다. 시간이 지남에 따라 비생물적 과정으로 인해 행성 대기에 산소가 축적되기 시작했고 오존층이 형성되기 시작했습니다. 고생대 중반쯤에는 이 기간 동안 산소 소비량이 생산량과 같았고, 대기 중 O2 함량은 현대 수준(약 20%)에 가까웠습니다. 또한 데본기 중반부터 산소 함량의 변동이 관찰됩니다. 고생대 말기에는 산소 함량이 눈에 띄게 감소하고 이산화탄소 함량이 현대 수준의 약 5%까지 증가하여 기후 변화가 발생했으며, 분명히 풍부한 "독립영양" 꽃이 피어나면서 화석 탄화수소 연료 매장량. 그 후 이산화탄소가 적고 산소가 높은 대기로 점진적으로 복귀했으며, 그 후 O2/CO2 비율은 소위 진동 정상 상태 평형 상태로 유지되었습니다.
현재 지구 대기의 조성은 산소 ~21%, 질소 ~78%, 이산화탄소 ~0.03%, 불활성 기체 및 불순물 ~0.97%입니다. 흥미롭게도 많은 고등 식물에서는 산소와 이산화탄소의 농도가 제한적입니다. 많은 식물에서는 이산화탄소 농도를 높여 광합성 효율을 높이는 것이 가능하지만, 산소 농도를 낮추면 광합성도 증가할 수 있다는 사실은 알려진 바가 거의 없습니다. 콩과 식물 및 기타 여러 식물에 대한 실험에서 공기 중 산소 함량을 5%로 줄이면 광합성 강도가 50% 증가하는 것으로 나타났습니다. 질소도 매우 중요한 역할을 합니다. 이것은 유기체의 단백질 구조 형성에 관여하는 가장 중요한 생물학적 요소입니다. 바람은 유기체의 활동과 분포에 제한적인 영향을 미칩니다.
바람특히 다른 요인이 제한적인 영향을 미치는 고산 지대와 같은 서식지에서 식물의 모양을 바꿀 수도 있습니다. 열린 산 서식지에서는 바람이 식물의 성장을 제한한다는 것이 실험적으로 나타났습니다. 즉, 바람으로부터 식물을 보호하기 위해 벽을 세웠을 때 식물의 높이가 증가했습니다. 폭풍은 그 효과가 순전히 지역적이지만 매우 중요합니다. 허리케인과 일반적인 바람은 동물과 식물을 장거리로 이동시켜 공동체의 구성을 변화시킬 수 있습니다.
대기압, 분명히 직접적인 제한 요소는 아니지만 날씨 및 기후와 직접적인 관련이 있어 직접적인 제한 효과가 있습니다.
수생 조건은 주로 밀도와 점도가 육지와 다른 유기체의 독특한 서식지를 만듭니다. 밀도 물을 약 800번 정도, 점도 공기보다 약 55배 더 높습니다. 함께 밀도 그리고 점도 수생 환경의 가장 중요한 물리적, 화학적 특성은 온도 성층화, 즉 수역 깊이에 따른 온도 변화와 주기적인 특성입니다. 시간이 지나면서 온도가 변하고, 그리고 투명도 표면 아래의 빛 체계를 결정하는 물: 녹조류, 보라색 조류, 식물성 플랑크톤 및 고등 식물의 광합성은 투명성에 달려 있습니다.
대기와 마찬가지로 중요한 역할을 합니다. 가스 조성 수생 환경. 수생 서식지에서 물에 용해되어 유기체가 이용할 수 있는 산소, 이산화탄소 및 기타 가스의 양은 시간이 지남에 따라 크게 달라집니다. 유기물 함량이 높은 저수지에서는 산소가 가장 중요한 제한 요소입니다. 질소에 비해 물에 산소가 더 잘 용해됨에도 불구하고 가장 유리한 경우에도 물에는 공기보다 적은 양의 산소가 포함되어 있습니다(부피 기준 약 1%). 용해도는 수온과 용해된 염분의 양에 영향을 받습니다. 온도가 낮아지면 산소의 용해도는 증가하고 염도가 증가하면 감소합니다. 공기로부터의 확산과 수생 식물의 광합성으로 인해 물 속의 산소 공급이 보충됩니다. 산소는 매우 천천히 물 속으로 확산되며, 바람과 물의 움직임에 의해 확산이 촉진됩니다. 이미 언급했듯이 광합성을 통한 산소 생산을 보장하는 가장 중요한 요소는 물기둥에 침투하는 빛입니다. 따라서 물의 산소 함량은 시간, 계절 및 위치에 따라 달라집니다.
물의 이산화탄소 함량도 크게 다를 수 있지만 이산화탄소는 산소와 다르게 작용하며 생태학적 역할은 잘 알려져 있지 않습니다. 이산화탄소는 물에 잘 녹습니다. 또한 호흡 및 분해 과정에서 형성되고 토양이나 지하에서 발생하는 CO2도 물에 유입됩니다. 산소와 달리 이산화탄소는 물과 반응합니다.
탄산을 형성하고, 석회와 반응하여 탄산염 CO22- 및 중탄산염 HCO3-을 형성합니다. 이들 화합물은 수소 이온 농도를 중성에 가까운 수준으로 유지합니다. 물에 소량의 이산화탄소가 있으면 광합성의 강도가 증가하고 많은 유기체의 발달 과정이 자극됩니다. 높은 농도의 이산화탄소는 낮은 산소 함량을 동반하기 때문에 동물에게 제한 요소입니다. 예를 들어, 물 속의 유리 이산화탄소 함량이 너무 높으면 많은 물고기가 죽습니다.
신맛- 수소이온 농도(pH)는 탄산염 시스템과 밀접한 관련이 있습니다. pH 값은 0? 범위에서 변경됩니다. pH? 14: pH=7에서 환경은 중성, pH에서는 중성입니다.<7 - кислая, при рН>7 - 알칼리성. 산도가 극한값에 도달하지 않으면 지역 사회는 이 요인의 변화를 보상할 수 있습니다. pH 범위에 대한 지역 사회의 내성은 매우 중요합니다. 산성도는 지역사회의 전반적인 대사율을 나타내는 지표 역할을 할 수 있습니다. pH가 낮은 물에는 영양분이 거의 포함되어 있지 않아 생산성이 매우 낮습니다.
염분- 탄산염, 황산염, 염화물 등의 함량 - 수역의 또 다른 중요한 비생물적 요인입니다. 담수에는 염분이 거의 없으며, 그 중 약 80%가 탄산염입니다. 세계 해양의 미네랄 함량은 평균 35g/L입니다. 외해 생물은 일반적으로 스테노할린성인 반면, 연안 기수 생물은 일반적으로 유리염분성입니다. 대부분의 해양 생물의 체액과 조직의 염분 농도는 바닷물의 염분 농도와 등장성이므로 삼투압 조절에는 문제가 없습니다.
흐름가스와 영양분의 농도에 큰 영향을 미칠 뿐만 아니라 직접적으로 제한 요소로도 작용합니다. 많은 강 식물과 동물은 흐름에서 자신의 위치를 유지하는 데 형태학적, 생리학적으로 특별히 적응되어 있습니다. 그들은 흐름 요인에 대한 잘 정의된 허용 한계를 가지고 있습니다.
수압바다에서는 매우 중요합니다. 10m의 물에 담그면 압력이 1atm(105Pa) 증가합니다. 바다의 가장 깊은 부분에서는 압력이 1000atm(108Pa)에 이릅니다. 많은 동물들은 급격한 압력 변동을 견딜 수 있으며, 특히 몸에 공기가 없는 경우 더욱 그렇습니다. 그렇지 않으면 가스 색전증이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 깊은 깊이의 특징인 고압은 중요한 과정을 억제합니다.
토양은 지각의 암석 위에 놓여 있는 물질의 층입니다. 1870년 러시아의 과학자이자 박물학자인 바실리 바실리예비치 도쿠차예프(Vasily Vasilyevich Dokuchaev)는 토양을 불활성 매체가 아닌 역동적인 매체로 처음으로 간주했습니다. 그는 토양이 끊임없이 변화하고 발전하며 화학적, 물리적, 생물학적 과정이 활성 영역에서 일어난다는 것을 증명했습니다. 토양은 기후, 식물, 동물, 미생물의 복잡한 상호작용을 통해 형성됩니다. 소련 학자 토양 과학자 Vasily Robertovich Williams는 토양에 대한 또 다른 정의를 제시했습니다. 토양은 식물 작물을 생산할 수 있는 느슨한 표면 지평선입니다. 식물의 성장은 토양의 필수 영양소 함량과 구조에 따라 달라집니다.
토양의 구성에는 미네랄 기반(보통 전체 토양 구성의 50-60%), 유기물(최대 10%), 공기(15-25%) 및 물(25-30%)의 네 가지 주요 구조 구성 요소가 포함됩니다. .
토양 광물 골격- 모암이 풍화되어 형성된 무기성분입니다.
토양의 미네랄 성분 중 50% 이상이 실리카 SiO2로 이루어져 있으며, 1~25%는 알루미나 Al2O3, 1~10%는 산화철 Fe2O3, 0.1~5%는 마그네슘, 칼륨, 인 및 칼슘. 토양 골격의 물질을 형성하는 광물 요소는 크기가 다양합니다. 바위와 돌부터 모래 알갱이(직경 0.02-2mm의 입자, 미사-직경 0.002-0.02mm의 입자 및 가장 작은 점토 입자) 직경이 0.002mm 미만입니다. 그들의 비율이 결정합니다 토양의 기계적 구조 . 이는 농업에 매우 중요합니다. 점토와 모래가 대략 같은 양으로 함유된 점토와 양토는 충분한 영양분을 함유하고 수분을 유지할 수 있기 때문에 일반적으로 식물 성장에 적합합니다. 모래 토양은 배수가 빠르고 침출로 인해 영양분이 손실되지만, 점토 토양보다 봄에 표면이 더 빨리 건조되어 따뜻해지기 때문에 조기 수확에 더 유리합니다. 토양이 암석이 많아질수록 물을 보유하는 능력이 감소합니다.
유기물토양은 죽은 유기체, 그 부분 및 배설물이 분해되어 형성됩니다. 완전히 분해되지 않은 유기잔류물을 깔짚이라 하고, 분해된 최종산물(원래의 물질을 더 이상 알아볼 수 없는 무정형 물질)을 부식질이라 한다. 부식질은 물리적, 화학적 특성으로 인해 토양 구조와 통기성을 개선하고 물과 영양분을 유지하는 능력을 향상시킵니다.
휴미화 과정과 동시에 필수 요소는 유기 화합물에서 무기 화합물로 이동합니다. 예를 들어 질소 - 암모늄 이온 NH4+, 인 - 오르토포스파티온 H2PO4-, 황 - 황산염 SO42-로 이동합니다. 이 과정을 광물화라고 합니다.
토양 공기는 토양수와 마찬가지로 토양 입자 사이의 공극에 위치합니다. 다공성은 점토에서 양토 및 모래로 증가합니다. 토양과 대기 사이에서 자유 가스 교환이 발생하며 그 결과 두 환경의 가스 구성이 유사합니다. 일반적으로 토양에 서식하는 유기체의 호흡으로 인해 토양 공기에는 대기보다 산소가 약간 적고 이산화탄소가 더 많이 포함되어 있습니다. 유기물을 무기 성분으로 분해하는 식물 뿌리, 토양 동물 및 분해 유기체에는 산소가 필요합니다. 침수 과정이 발생하면 토양 공기는 물로 대체되고 조건은 혐기성이 됩니다. 혐기성 유기체가 계속해서 이산화탄소를 생성함에 따라 토양은 점차 산성화됩니다. 염기가 풍부하지 않은 토양은 극도로 산성이 될 수 있으며, 이는 산소 보유량의 고갈과 함께 토양 미생물에 부정적인 영향을 미칩니다. 장기간의 혐기성 조건은 식물의 죽음을 초래합니다.
토양 입자는 주변에 일정량의 물을 보유하고 있으며, 이는 토양 수분을 결정합니다. 중력수라고 불리는 그것의 일부는 토양 깊숙이 자유롭게 스며들 수 있습니다. 이로 인해 질소를 포함한 다양한 미네랄이 토양에서 침출됩니다. 물은 또한 얇고 강하며 응집력이 있는 필름의 형태로 개별 콜로이드 입자 주위에 유지될 수 있습니다. 이 물을 흡습성이라고 합니다. 수소결합으로 인해 입자 표면에 흡착됩니다. 이 물은 식물 뿌리가 가장 적게 접근할 수 있으며 매우 건조한 토양에서 마지막으로 유지됩니다. 흡습성 물의 양은 토양의 콜로이드 입자 함량에 따라 달라지므로 점토질 토양에는 모래 토양의 약 0.5%보다 훨씬 더 많은(토양 질량의 약 15%) 존재합니다. 토양 입자 주위에 물 층이 축적됨에 따라 물은 먼저 이들 입자 사이의 좁은 공극을 채우기 시작하고 점차 더 넓은 공극으로 퍼집니다. 흡습성 물은 점차 표면 장력에 의해 토양 입자 주위에 고정되는 모세관 물로 변합니다. 모세관수는 지하수 수준에서 좁은 기공과 수로를 통해 상승할 수 있습니다. 식물은 정기적으로 물을 공급하는 데 가장 큰 역할을 하는 모세관수를 쉽게 흡수합니다. 흡습성 수분과 달리 이 물은 쉽게 증발합니다. 점토와 같은 미세한 질감의 토양은 모래와 같은 거친 질감의 토양보다 더 많은 모세관수를 보유합니다.
모든 토양 유기체에는 물이 필요합니다. 삼투압에 의해 살아있는 세포로 들어갑니다.
물은 또한 식물 뿌리에 의해 수용액에서 흡수되는 영양분과 가스의 용매로서 중요합니다. 토양 밑에 있는 모암의 파괴와 토양 형성 과정에 참여합니다.
토양의 화학적 성질은 용해된 이온의 형태로 존재하는 미네랄의 함량에 따라 달라집니다. 일부 이온은 식물에 유독하고 다른 이온은 필수적입니다. 토양의 수소 이온 농도(산도) pH>7, 즉 평균적으로 중성 값에 가깝습니다. 그러한 토양의 식물상에는 특히 종이 풍부합니다. 석회질 및 염분 토양의 pH는 8~9이고 이탄 토양은 최대 4입니다. 이러한 토양에서는 특정 식물이 자랍니다.
토양에는 박테리아, 조류, 균류 또는 원생동물, 벌레 및 절지동물 등 물리화학적 특성에 영향을 미치는 많은 종의 식물 및 동물 유기체가 서식하고 있습니다. 서로 다른 토양의 바이오매스는 동일합니다(kg/ha): 박테리아 1000-7000, 미세한 곰팡이 - 100-1000, 조류 100-300, 절지동물 - 1000, 벌레 350-1000.
토양에서는 합성 및 생합성 과정이 일어나고 박테리아의 생명과 관련된 물질의 변형에 대한 다양한 화학 반응이 발생합니다. 토양에 특정 박테리아 그룹이 없으면 토양 동물이 그 역할을 수행합니다. 토양 동물은 큰 식물 잔재물을 미세한 입자로 전환하여 유기 물질을 미생물이 이용할 수 있게 만듭니다.
유기 물질은 미네랄 소금, 태양 에너지 및 물을 사용하여 식물에서 생산됩니다. 따라서 토양은 식물이 토양에서 흡수한 미네랄을 잃습니다. 숲에서는 낙엽을 통해 일부 영양분이 토양으로 되돌아갑니다. 일정 기간이 지나면 재배된 식물은 토양으로 돌아가는 것보다 훨씬 더 많은 양분을 토양에서 제거합니다. 일반적으로 영양분 손실은 일반적으로 식물이 직접 사용할 수 없고 미생물에 의해 생물학적으로 접근 가능한 형태로 변형되어야 하는 광물질 비료를 적용하여 보충됩니다. 그러한 미생물이 없으면 토양은 비옥도를 잃습니다.
주요 생화학적 과정은 최대 40cm 두께의 토양 상층부에서 발생하는데, 이는 토양에 가장 많은 수의 미생물이 서식하기 때문입니다. 일부 박테리아는 한 가지 요소의 변환 주기에만 참여하는 반면, 다른 박테리아는 많은 요소의 변환 주기에 참여합니다. 박테리아가 유기물을 광물화하면 유기물을 무기 화합물로 분해하고 원생동물은 과도한 박테리아를 파괴합니다. 지렁이, 딱정벌레 유충, 진드기는 토양을 느슨하게 하여 공기를 공급하는 데 기여합니다. 또한 분해되기 어려운 유기물질을 처리합니다.
살아있는 유기체의 서식지에 있는 비생물적 요인에는 다음이 포함됩니다. 완화 요인(지형) . 지형의 영향은 지역 기후와 토양 개발에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 다른 비생물적 요인과 밀접하게 관련되어 있습니다.
주요 지형적 요소는 해발 고도입니다. 고도가 높아짐에 따라 평균 기온은 감소하고 일일 기온차는 증가하며 강수량, 풍속 및 복사 강도는 증가하며 대기압 및 가스 농도는 감소합니다. 이러한 모든 요인은 식물과 동물에 영향을 주어 수직 구역화를 유발합니다.
산맥기후 장벽으로 작용할 수 있습니다. 산은 또한 유기체의 확산과 이동을 막는 장벽 역할을 하며 종분화 과정에서 제한 요소 역할을 할 수 있습니다.
또 다른 지형적 요인은 경사면 노출 . 북반구에서는 남향 경사면이 더 많은 햇빛을 받기 때문에 이곳의 빛 강도와 온도는 계곡 바닥이나 북향 경사면보다 높습니다. 남반구에서는 반대 상황이 발생합니다.
중요한 완화 요소는 다음과 같습니다. 경사의 가파른 정도 . 급경사지는 배수가 빠르고 토양이 씻겨 내려가는 것이 특징이므로 이곳의 토양은 얇고 건조합니다. 경사가 35b를 초과하면 일반적으로 토양과 식생이 형성되지 않지만 느슨한 물질의 돌멩이가 생성됩니다.
비생물적 요인 중에서 특별한 주의가 필요하다 불 또는 불 . 현재 생태학자들은 화재가 기후, 환경 및 기타 요인과 함께 자연적인 비생물적 요인 중 하나로 간주되어야 한다는 분명한 결론에 도달했습니다.
환경적 요인인 화재는 다양한 유형으로 나타나며 다양한 결과를 초래합니다. 매우 강렬하고 통제할 수 없는 수관 화재 또는 산불은 모든 초목과 모든 토양 유기물을 파괴하는 반면, 지상 화재의 결과는 완전히 다릅니다. 왕관 화재는 대부분의 유기체에 제한적인 영향을 미칩니다. 생물 공동체는 남은 것이 거의 없는 상태에서 처음부터 다시 시작해야 하며, 해당 장소가 다시 생산되기까지는 수년이 지나야 합니다. 반대로 지상 화재는 선택적 효과를 갖습니다. 일부 유기체의 경우 더 제한적인 요소이고 다른 유기체의 경우 덜 제한적인 요소이므로 화재에 대한 내성이 높은 유기체의 발달에 기여합니다. 또한 소규모 지상 화재는 박테리아의 작용을 보완하여 죽은 식물을 분해하고 미네랄 영양소를 새로운 세대의 식물이 사용하기에 적합한 형태로 전환하는 것을 가속화합니다.
몇 년에 한 번씩 정기적으로 지상 화재가 발생하면 지상에 죽은 나무가 거의 남지 않아 크라운 화재 가능성이 줄어듭니다. 60년 넘게 불이 타지 않은 숲에는 가연성 쓰레기와 죽은 나무가 너무 많이 쌓여서 불이 붙으면 수관화재가 거의 불가피할 정도입니다.
식물은 다른 비생물학적 요인과 마찬가지로 화재에 대한 특수한 적응을 발전시켜 왔습니다. 특히, 곡물과 소나무의 새싹은 나뭇잎이나 바늘 다발의 깊이에 불로부터 숨겨져 있습니다. 주기적으로 연소되는 서식지에서는 화재가 선택적으로 번성을 촉진하여 보존을 촉진하기 때문에 이러한 식물 종에게 이익이 됩니다. 활엽수 종에는 화재에 대한 보호 장치가 없습니다.
따라서 화재는 일부 생태계의 안정성만을 유지합니다. 화재의 영향없이 균형이 형성된 낙엽 및 습한 열대림의 경우 지상 화재조차도 큰 피해를 입힐 수 있으며 부식질이 풍부한 상부 토양 지평선을 파괴하여 침식 및 영양분 침출을 초래할 수 있습니다.
"태울 것인지 말 것인지"라는 질문은 우리에게 이례적입니다. 연소의 효과는 시간과 강도에 따라 매우 다를 수 있습니다. 사람들의 부주의로 인해 산불 발생 빈도가 높아지는 경우가 많기 때문에 산림 및 휴양지에서는 화재 안전을 위해 적극적인 노력이 필요합니다. 어떤 경우에도 개인은 고의로 또는 실수로 자연에 화재를 일으킬 권리가 없습니다. 그러나 특별한 훈련을 받은 사람들이 불을 사용하는 것은 적절한 토지 관리의 일부라는 것을 알아야 합니다.
비생물적 조건의 경우 환경 요인이 살아있는 유기체에 미치는 영향에 대해 고려된 모든 법칙이 유효합니다. 이러한 법칙에 대한 지식을 통해 우리는 왜 지구의 다른 지역에서 다른 생태계가 형성되었는지에 대한 질문에 답할 수 있습니다. 주된 이유는 각 지역의 독특한 비생물적 조건 때문입니다.
인구는 특정 지역에 집중되어 있으며 환경 요인에 대한 내성 범위가 제한되어 있기 때문에 동일한 밀도로 모든 곳에 분포할 수 없습니다. 결과적으로, 비생물적 요인의 각 조합은 고유한 유형의 살아있는 유기체를 특징으로 합니다. 비생물학적 요인과 이에 적응한 살아있는 유기체 종의 다양한 조합이 지구상의 생태계의 다양성을 결정합니다.
1.2.6. 주요 생물학적 요인.
각 종의 분포 지역과 유기체 수는 외부 무생물 환경의 조건뿐만 아니라 다른 종의 유기체와의 관계에 의해서도 제한됩니다. 유기체의 즉각적인 생활 환경은 유기체를 구성합니다. 생물학적 환경 , 그리고 이러한 환경의 요인을 생물학적 . 각 종의 대표자는 다른 유기체와의 연결을 통해 정상적인 생활 조건을 제공하는 환경에 존재할 수 있습니다.
다음과 같은 형태의 생물학적 관계가 구별됩니다. 유기체에 대한 관계의 긍정적인 결과를 "+" 기호로, 부정적인 결과를 "-" 기호로, 결과의 부재를 "0" 기호로 표시하면 자연에서 발견되는 살아있는 유기체 사이의 관계 유형은 다음과 같습니다. 표 형태로 제시됩니다. 1.
이 도식적 분류는 생물적 관계의 다양성에 대한 일반적인 아이디어를 제공합니다. 다양한 유형의 관계의 특징을 고려해 보겠습니다.
경쟁두 집단 또는 두 개인이 삶에 필요한 조건을 얻기 위한 투쟁에서 서로 영향을 미치는 자연에서 가장 포괄적인 유형의 관계입니다. 부정적인 .
경쟁은 다음과 같습니다. 종내 그리고 종간 . 종간 경쟁은 같은 종의 개체 간에 발생하고, 종간 경쟁은 다른 종의 개체 간에 발생합니다. 경쟁적 상호 작용에는 다음이 포함될 수 있습니다.
· 거주 공간,
· 음식이나 영양소,
· 피난처 및 기타 여러 중요한 요소.
경쟁 우위는 다양한 방법으로 종별로 달성됩니다. 공통 리소스에 대한 동일한 액세스 권한이 주어지면 한 유형은 다음과 같은 이유로 다른 유형에 비해 이점을 가질 수 있습니다.
더욱 집중적인 재생산
더 많은 음식이나 태양 에너지를 소비하고,
· 자신을 더 잘 보호하는 능력,
· 더 넓은 범위의 온도, 조명 수준 또는 특정 유해 물질의 농도에 적응합니다.
종간 경쟁은 그 기반이 무엇인지에 관계없이 두 종 사이의 균형을 확립하거나 한 종의 개체군을 다른 종의 개체군으로 대체하거나 한 종이 다른 종을 다른 곳으로 옮길 것이라는 사실로 이어질 수 있습니다. 또는 다른 리소스를 사용하여 강제로 이동합니다. 다음과 같이 결정했습니다. 생태학적 측면과 필요성이 동일한 두 종이 한 곳에 공존할 수 없으며 조만간 한 경쟁자가 다른 경쟁자를 대체합니다. 이것이 소위 배제 원리 또는 가우스 원리이다.
일부 살아있는 유기체 종의 개체군은 허용 가능한 조건이 있는 다른 지역으로 이동하거나, 접근하기 어렵거나 소화하기 어려운 식품으로 전환하거나, 식품 생산 시간이나 장소를 변경함으로써 경쟁을 피하거나 감소시킵니다. 예를 들어, 매는 낮에 먹이를 주고, 올빼미는 밤에 먹이를 줍니다. 사자는 더 큰 동물을 사냥하고 표범은 더 작은 동물을 사냥합니다. 열대 우림은 동물과 새가 계층으로 층화되어 있는 것이 특징입니다.
가우스의 원리에 따르면 자연의 각 종은 특정한 독특한 위치를 차지합니다. 이는 공간에서 종의 위치, 공동체에서 수행하는 기능, 비생물적 존재 조건과의 관계에 따라 결정됩니다. 생태계에서 종이나 유기체가 차지하는 장소를 생태학적 틈새라고 합니다. 비 유적으로 말하면 서식지가 특정 종의 유기체 주소와 같다면 생태적 틈새 시장은 직업, 서식지에서 유기체의 역할입니다.
종은 자신만의 고유한 방식으로 다른 종으로부터 정복한 기능을 수행하기 위해 생태적 지위를 점유하며, 이를 통해 서식지를 장악하는 동시에 서식지를 형성합니다. 자연은 매우 경제적입니다. 동일한 생태적 지위를 차지하는 두 종이라도 지속 가능하게 존재할 수는 없습니다. 경쟁에서는 한 종이 다른 종을 대체합니다.
생명 체계에서 종의 기능적 장소인 생태학적 틈새 시장은 오랫동안 비어 있을 수 없습니다. 이는 생태학적 틈새 시장을 의무적으로 채우는 규칙에 의해 입증됩니다. 빈 생태 틈새 시장은 항상 자연적으로 채워집니다. 생태계에서 종의 기능적 위치로서의 생태학적 틈새는 이 틈새를 채우기 위해 새로운 적응을 개발할 수 있는 형태를 허용하지만 때로는 상당한 시간이 필요합니다. 전문가에게는 비어 있는 것처럼 보이는 비어 있는 생태학적 틈새는 종종 속임수일 뿐입니다. 따라서 순응(소개)을 통해 이러한 틈새 시장을 채울 가능성에 대한 결론을 내릴 때 매우 조심해야 합니다. 새 환경 순응 인간에게 유용한 유기체로 자연 또는 인공 공동체를 풍요롭게 하기 위해 수행되는 새로운 서식지에 종을 도입하기 위한 일련의 조치입니다.
순응의 전성기는 20세기 20~40년대에 일어났다. 그러나 시간이 지남에 따라 종의 순응 실험이 실패했거나 더 나쁘게는 매우 부정적인 결과를 가져 왔다는 것이 분명해졌습니다. 종은 해충이되거나 위험한 질병을 퍼뜨 렸습니다. 예를 들어, 극동 지역의 벌이 유럽 지역에 적응하면서, 진드기가 유입되었는데, 이는 경화증의 원인이 되어 많은 수의 벌 군집을 죽였습니다. 그렇지 않을 수 없었을 것입니다. 실제로 생태적 지위를 점유하고 있는 외국 생태계에 새로운 종들이 배치되어 이미 유사한 일을 하고 있던 종들을 대체했습니다. 새로운 종은 생태계의 필요를 충족시키지 못했고 때로는 적이 없었기 때문에 빠르게 번식할 수 있었습니다.
이에 대한 전형적인 예는 호주에 토끼가 도입되는 것입니다. 1859년에 토끼는 스포츠 사냥을 위해 영국에서 호주로 옮겨졌습니다. 자연 조건은 그들에게 유리한 것으로 판명되었으며 지역 포식자 인 딩고는 충분히 빨리 달리지 않았기 때문에 위험하지 않았습니다. 그 결과, 토끼의 수가 너무 많아져서 광대한 지역의 목초지의 식생을 파괴했습니다. 어떤 경우에는 외계 해충의 천적을 생태계에 도입하여 후자와의 싸움에 성공했지만 언뜻보기에 모든 것이 단순하지는 않습니다. 소개된 적은 반드시 평소의 먹이를 근절하는 데 집중하지 않습니다. 예를 들어, 토끼를 죽이기 위해 호주에 도입된 여우는 의도된 희생자에게 큰 문제를 일으키지 않고 더 쉬운 먹이인 현지 유대류를 풍부하게 발견했습니다.
경쟁 관계는 종간뿐만 아니라 종내(인구) 수준에서도 명확하게 관찰됩니다. 인구가 증가하고 개인 수가 포화 상태에 가까워지면 내부 생리적 조절 메커니즘이 작동합니다. 사망률이 증가하고 출산율이 감소하며 스트레스가 많은 상황과 싸움이 발생합니다. 인구 생태학은 이러한 문제를 연구합니다.
경쟁 관계는 공동체의 종 구성 형성, 인구 종의 공간적 분포 및 그 수의 규제를 위한 가장 중요한 메커니즘 중 하나입니다.
생태계의 구조는 먹이 상호작용에 의해 지배되기 때문에 영양 사슬에서 종 간의 상호작용의 가장 특징적인 형태는 다음과 같습니다. 포식 , 포식자라고 불리는 한 종의 개체가 먹이라고 불리는 다른 종의 유기체(또는 유기체의 일부)를 먹고, 포식자는 먹이와 별도로 생활합니다. 이러한 경우 두 종은 포식자-피식자 관계에 관여한다고 합니다.
먹이 종은 포식자의 쉬운 먹이가 되는 것을 피하기 위해 여러 가지 방어 메커니즘을 개발했습니다. 빠르게 달리거나 날아갈 수 있는 능력, 포식자를 격퇴하거나 심지어 독살시키는 냄새가 나는 화학 물질 방출, 두꺼운 피부나 껍질의 소유, 보호 착색 또는 색상을 변경하는 능력.
포식자는 또한 먹이를 잡아먹는 여러 가지 방법을 가지고 있습니다. 초식 동물과 달리 육식 동물은 일반적으로 먹이를 쫓아 추월해야합니다 (예를 들어 초식 코끼리, 하마, 소와 육식 치타, 표범 등을 비교하십시오). 일부 포식자는 빨리 달려야 하고, 다른 포식자는 무리를 지어 사냥하여 목표를 달성하는 반면, 다른 포식자는 주로 아프고 부상당하고 열등한 개인을 잡습니다. 동물성 식품을 제공하는 또 다른 방법은 인간이 택한 길, 즉 낚시 장비의 발명과 동물 가축화입니다.
이는 빛, 온도, 습도, 공기의 화학적 조성, 물 및 토양 환경 등 신체에 직간접적으로 영향을 미치는 무생물의 요소입니다. (즉, 환경의 특성, 발생 및 영향이 영향을 미치지 않음) 살아있는 유기체의 활동에 직접적으로 의존합니다).
빛
(태양 복사)는 광합성 녹색 식물이 식물 바이오매스를 생성하는 데 사용되는 태양 복사 에너지의 강도와 품질을 특징으로 하는 환경 요인입니다. 지구 표면에 도달하는 햇빛은 지구의 열 균형, 유기체의 수분 대사, 생물권의 독립 영양 요소에 의한 유기물의 생성 및 변형을 유지하는 주요 에너지 원이며 궁극적으로 환경을 형성 할 수 있습니다. 유기체의 필수적인 요구를 충족시킬 수 있습니다.
햇빛의 생물학적 효과는 스펙트럼 구성에 따라 결정됩니다. [보여주다] ,
햇빛의 스펙트럼 구성은 다음과 같이 나뉩니다.
- 적외선(파장 0.75미크론 이상)
- 가시광선(0.40~0.75μm) 및
- 자외선(0.40미크론 미만)
태양 스펙트럼의 다른 부분은 생물학적 효과가 동일하지 않습니다.
적외선, 또는 열 광선은 대부분의 열 에너지를 전달합니다. 이는 살아있는 유기체가 감지하는 복사 에너지의 약 49%를 차지합니다. 열 복사는 물에 잘 흡수되며 유기체의 양은 상당히 많습니다. 이로 인해 몸 전체가 가열되는데, 이는 냉혈 동물(곤충, 파충류 등)에게 특히 중요합니다. 식물에서 적외선의 가장 중요한 기능은 증산을 수행하여 수증기에 의해 잎에서 과도한 열을 제거하고 기공을 통해 이산화탄소가 유입되는 최적의 조건을 만드는 것입니다.
가시 스펙트럼지구에 도달하는 복사 에너지의 약 50%를 차지합니다. 이 에너지는 식물이 광합성을 위해 필요합니다. 그러나 그 중 1%만이 이에 사용되며, 나머지는 열의 형태로 반사되거나 소멸됩니다. 스펙트럼의 이 부분은 식물과 동물 유기체에서 많은 중요한 적응의 출현을 가져왔습니다. 녹색 식물에서는 광합성 과정이 수행되는 광 흡수 색소 복합체의 형성 외에도 밝은 색상의 꽃이 생겨 수분 매개자를 유인하는 데 도움이됩니다.
동물의 경우 빛은 주로 정보 역할을 하며 많은 생리학적, 생화학적 과정의 조절에 관여합니다. 이미 가장 단순한 것에는 감광성 소기관(녹색 유글레나의 감광성 눈)이 있으며, 빛에 대한 반응은 주광성(가장 높거나 낮은 조명을 향한 움직임)의 형태로 표현됩니다. 장장부터 시작하여 거의 모든 동물은 다양한 구조의 빛에 민감한 기관을 발달시킵니다. 야행성 동물과 어두컴컴한 동물(올빼미, 박쥐 등)뿐만 아니라 끊임없는 어둠 속에 사는 동물(두더지 귀뚜라미, 회충, 두더지 등)도 있습니다.
자외선 부분가장 높은 양자 에너지와 높은 광화학 활성을 특징으로 합니다. 0.29-0.40 미크론 파장의 자외선의 도움으로 비타민 D, 망막 색소 및 피부의 생합성이 동물의 몸에서 수행됩니다. 이 광선은 많은 곤충의 시각 기관에 의해 가장 잘 감지됩니다. 식물에서는 형성 효과가 있으며 일부 생물학적 활성 화합물(비타민, 색소)의 합성에 기여합니다. 0.29 마이크론 미만의 파장을 갖는 광선은 생물에 해로운 영향을 미칩니다.
강함 [보여주다] ,
생명 활동이 전적으로 빛에 의존하는 식물은 서식지의 빛 환경에 맞춰 다양한 형태구조적, 기능적 적응을 발달시킵니다. 조명 조건에 대한 요구 사항에 따라 식물은 다음과 같은 환경 그룹으로 구분됩니다.
- 빛을 좋아하는 (헬리오파이트) 식물햇빛이 가득한 조건에서만 성공적으로 자라는 개방형 서식지. 그들은 광합성의 강도가 높은 것이 특징입니다. 이들은 대초원과 반사막의 이른 봄 식물(거위 양파, 튤립), 나무가 없는 경사면의 식물(세이지, 민트, 백리향), 곡물, 질경이, 수련, 아카시아 등입니다.
- 그늘에 강한 식물빛 요인에 대한 넓은 생태적 진폭이 특징입니다. 높은 조명 조건에서 가장 잘 자라지만 다양한 수준의 그늘에도 적응할 수 있습니다. 이들은 목본(자작나무, 참나무, 소나무) 및 초본(야생 딸기, 제비꽃, 세인트 존스 워트 등) 식물입니다.
- 그늘을 좋아하는 식물(Sciophytes)그들은 강한 조명을 용납하지 않으며 그늘진 지역 (숲 캐노피 아래)에서만 자라며 열린 지역에서는 결코 자라지 않습니다. 조명이 강한 공터에서는 성장이 둔화되고 때로는 죽기도 합니다. 이러한 식물에는 양치류, 이끼, 나무 밤색 등 산림 풀이 포함됩니다. 음영에 대한 적응은 일반적으로 좋은 물 공급의 필요성과 결합됩니다.
일일 및 계절별 빈도 [보여주다] .
일일 주기성은 일광 시간의 길이에 따라 식물과 동물의 성장 및 발달 과정을 결정합니다.
유기체의 일상생활의 리듬을 조절하고 조절하는 요인을 광주기성이라고 한다. 이는 식물과 동물이 "시간을 측정"할 수 있도록 하는 가장 중요한 신호 요소입니다. 즉, 조명 기간과 낮 동안의 어둠 사이의 비율을 측정하고 조명의 정량적 매개 변수를 결정합니다. 즉, 광주기성은 낮과 밤의 변화에 대한 유기체의 반응으로, 생리적 과정의 강도, 즉 성장과 발달의 변동으로 나타납니다. 무작위 요인에 관계없이 일년 내내 매우 정확하고 자연스럽게 변하는 낮과 밤의 길이이며 해마다 변함없이 반복되므로 진화 과정의 유기체는 이러한 시간 간격의 리듬에 따라 발달의 모든 단계를 조정했습니다. .
온대 지역에서는 광주기성 특성이 대부분의 종의 생활주기를 결정하는 기능적 기후 요인으로 작용합니다. 식물에서 광주기 효과는 개화 기간과 과일 숙성 기간을 동물에서 가장 활동적인 광합성 기간과 조정하는 데 나타납니다. 곤충에서는 생식 기간과 음식이 풍부한 기간이 일치합니다. 휴면이 시작되고 종료됩니다.
광주기 현상으로 인한 생물학적 현상에는 새의 계절적 이동(비행), 둥지 본능 및 번식의 발현, 포유류의 모피 변화 등도 포함됩니다.
필요한 광주기 길이에 따라 식물은 다음과 같이 나뉩니다.
- 정상적인 성장 및 발달을 위해 12시간 이상의 광 시간이 필요한 장일 식물(아마, 양파, 당근, 귀리, 사리풀, 마약, 어린 식물, 감자, 벨라도나 등);
- 단일 식물 - 꽃이 피려면 최소한 12시간 동안 계속해서 어둠이 있어야 합니다(달리아, 양배추, 국화, 아마란스, 담배, 옥수수, 토마토 등).
- 낮이 길고 짧을 때 생식 기관의 발달이 일어나는 중성 식물(금잔화, 포도, 플록스, 라일락, 메밀, 완두콩, 장근 등)
장일 식물은 주로 북위도에서 오고, 단일 식물은 남위도에서 옵니다. 일년 내내 낮과 밤의 길이가 거의 변하지 않는 열대 지역에서는 광주기가 생물학적 과정의 주기성에 대한 안내 요인으로 작용할 수 없습니다. 건기와 우기가 번갈아 가며 대체됩니다. 장일 종은 짧은 북부 여름에도 수확을 할 수 있습니다. 다량의 유기 물질 형성은 여름에 상당히 긴 일광 시간 동안 발생하며 모스크바 위도에서는 17시간에 도달할 수 있고 아르한겔스크 위도에서는 하루 20시간 이상에 달할 수 있습니다.
하루의 길이 또한 동물의 행동에 큰 영향을 미칩니다. 봄날이 시작되고 그 기간이 점차 길어지면서 새들은 둥지 본능을 발달시키고 따뜻한 지역에서 돌아와(기온이 여전히 좋지 않을 수 있음) 알을 낳기 시작합니다. 온혈 동물은 흘립니다.
가을의 낮 길이 감소는 반대 계절 현상을 유발합니다. 새가 날아가고, 일부 동물은 동면하고, 다른 동물은 빽빽한 털을 키우고, 곤충의 월동 단계가 형성됩니다(여전히 유리한 온도와 풍부한 먹이에도 불구하고). 이 경우 낮 길이의 감소는 생명체에게 겨울이 임박했음을 알리고 미리 대비할 수 있습니다.
동물, 특히 절지동물의 경우 성장과 발달도 일광 시간의 길이에 따라 달라집니다. 예를 들어, 양배추 흰자와 자작나무 나방은 낮 시간이 길어야 정상적으로 발달하는 반면, 누에, 다양한 종류의 메뚜기, 나방은 낮 시간이 짧아야 정상적으로 발달합니다. 광주기성은 또한 새, 포유류 및 기타 동물의 짝짓기 시즌이 시작되고 종료되는 시기에 영향을 미칩니다. 양서류, 파충류, 조류 및 포유류의 생식, 배아 발달에 관한 것;
조명의 계절적 및 일일 변화는 가장 정확한 시계이며, 그 과정은 분명히 규칙적이며 마지막 진화 기간 동안 사실상 변하지 않았습니다.
덕분에 동식물의 발달을 인위적으로 조절하는 것이 가능해졌습니다. 예를 들어, 온실, 온실 또는 온상에 식물에 12~15시간의 일광을 제공하면 겨울에도 야채와 관상용 식물을 재배할 수 있고 묘목의 성장과 발육을 가속화할 수 있습니다. 반대로 여름에 그늘을 주는 식물은 늦게 피는 가을 식물에 꽃이나 씨앗이 나타나는 속도를 높입니다.
겨울에는 인공 조명으로 낮을 연장함으로써 닭, 거위, 오리의 산란 기간을 늘리고 모피 농장에서 모피를 지닌 동물의 번식을 규제할 수 있습니다. 빛의 요인은 또한 동물의 다른 생활 과정에서도 큰 역할을 합니다. 우선, 주변 물체로부터의 직접 광선, 산란 광선 또는 반사 광선에 대한 시력 기관의 인식 결과로 시력, 공간에서의 시각적 방향에 필요한 조건입니다. 편광, 색상을 구별하는 능력, 천문학적 광원을 사용하여 탐색하는 능력, 새의 가을과 봄 이동, 다른 동물의 탐색 능력은 대부분의 동물에게 매우 유익합니다.
광주기성 이론에 기초하여 진화 과정에 있는 식물과 동물은 성장, 번식, 겨울 준비 기간이라는 특정한 연간 주기를 발달시켰으며 이를 연간 또는 계절 리듬이라고 합니다. 이러한 리듬은 생물학적 과정의 강도 변화로 나타나며 매년 반복됩니다. 생활주기 기간과 해당 연도의 일치는 종의 존재에 매우 중요합니다. 계절적 리듬은 식물과 동물에게 성장과 발달에 가장 유리한 조건을 제공합니다.
더욱이 식물과 동물의 생리적 과정은 특정 생물학적 리듬으로 표현되는 일일 리듬에 엄격하게 의존합니다. 결과적으로 생물학적 리듬은 생물학적 과정과 현상의 강도와 성격의 변화를 주기적으로 반복합니다. 식물에서는 잎, 꽃잎, 광합성 변화, 동물의 일일 움직임, 온도 변동, 호르몬 분비 변화, 세포 분열 속도 등에서 생물학적 리듬이 나타납니다. 인간의 경우 호흡률의 일일 변동 , 맥박, 혈압, 각성 및 수면 등. 생물학적 리듬은 유전적으로 고정된 반응이므로 해당 메커니즘에 대한 지식은 인간의 일과 휴식을 구성하는 데 중요합니다.
온도
지구상 유기체의 존재, 발달, 분포가 크게 좌우되는 가장 중요한 비생물학적 요인 중 하나 [보여주다] .
지구상 생명체의 온도 상한선은 아마도 50~60°C일 것이다. 이러한 온도에서는 효소 활성이 상실되고 단백질 응고가 발생합니다. 그러나 지구상의 활동적인 생명체의 일반적인 온도 범위는 훨씬 더 넓으며 다음 한계로 제한됩니다(표 1).
표 1. 지구상 활동 생명체의 온도 범위, °C
매우 높은 온도에서 생존할 수 있는 유기체 중에는 호열성 조류가 알려져 있는데, 이는 70~80°C의 온천에서 살 수 있습니다. 뜨거운 토양의 상층에 위치한 사막 식물(삭사울, 낙타 가시, 튤립)의 십자형 지의류, 씨앗 및 영양 기관은 매우 높은 온도(65~80°C)를 성공적으로 견뎌냅니다.
영하의 높은 온도를 견딜 수 있는 동물과 식물의 종은 많습니다. 야쿠티아의 나무와 관목은 영하 68°C에서도 얼지 않습니다. 펭귄은 영하 70°C의 남극에 살고, 북극에는 북극곰, 북극여우, 북극부엉이가 살고 있습니다. 온도가 0~-2°C인 극지방 해수에는 미세조류, 무척추동물, 어류 등 다양한 동식물이 서식하며, 이러한 온도 조건에서 생활주기가 지속적으로 발생합니다.
온도의 중요성은 주로 유기체의 대사 반응 속도와 성격에 직접적인 영향을 미친다는 점에 있습니다. 일일 및 계절별 온도 변동이 적도에서 멀어짐에 따라 증가하므로 식물과 동물은 이에 적응하여 열에 대한 요구가 다릅니다.
적응 방법
- 마이그레이션은 더 유리한 조건으로의 재배치입니다. 고래, 다양한 종류의 새, 물고기, 곤충 및 기타 동물이 일년 내내 정기적으로 이동합니다.
- 마비는 완전한 부동 상태, 생명 활동의 급격한 감소 및 영양 중단 상태입니다. 곤충, 어류, 양서류, 포유류에서는 가을, 겨울에 환경 온도가 낮아지는 경우(동면), 사막에서 여름에 환경 온도가 높아지는 경우(여름 동면)에 관찰됩니다.
- Anabiosis는 눈에 보이는 생명의 징후가 일시적으로 중단되는 생명 과정의 급격한 억제 상태입니다. 이 현상은 되돌릴 수 있습니다. 미생물, 식물, 하등동물에서 관찰됩니다. 일부 식물의 씨앗은 최대 50년 동안 정지된 애니메이션 상태로 유지될 수 있습니다. 정지된 애니메이션 상태의 미생물은 포자를 형성하고, 원생동물은 낭종을 형성합니다.
많은 식물과 동물은 적절한 준비를 통해 깊은 휴면 상태나 활동이 정지된 상태에서 극저온을 성공적으로 견뎌냅니다. 실험실 실험에서 종자, 꽃가루, 식물 포자, 선충, 로티퍼, 원생 동물 및 기타 유기체의 낭종, 탈수 후 정자 또는 특수 보호 물질 (동결 보호제) 용액에 넣은 정자는 절대 영도에 가까운 온도를 견딜 수 있습니다.
현재 생물학, 농업, 의학 분야에서 동결 보호 특성을 갖는 물질(글리세린, 폴리에틸렌옥사이드, 디메틸설폭사이드, 자당, 만니톨 등)의 실용화에 진전이 있었습니다. 냉동 보호 솔루션은 통조림 혈액, 농장 동물의 인공 수정을 위한 정자, 이식을 위한 일부 장기 및 조직의 장기 보관을 제공합니다. 겨울 서리, 이른 봄 서리 등으로부터 식물을 보호합니다. 이러한 문제는 냉동 생물학 및 냉동 의학의 역량에 속하며 많은 과학 기관에서 해결됩니다.
- 온도 조절. 진화 과정에서 식물과 동물은 다양한 온도 조절 메커니즘을 개발했습니다.
- 식물에서
- 생리적 - 세포 수액의 농도가 증가하고 세포의 수분 함량이 감소하여 식물의 서리 저항에 기여하는 세포에 설탕이 축적됩니다. 예를 들어, 왜소한 자작나무와 주니퍼에서는 위쪽 가지가 지나치게 낮은 온도에서 죽는 반면, 기는 것들은 눈 아래에서 겨울을 보내며 죽지 않습니다.
- 물리적
- 기공증산 - 식물체에서 수분(증발)을 제거하여 과도한 열을 제거하고 화상을 예방합니다.
- 형태학적 - 과열 방지를 목표로 함: 햇빛을 분산시키기 위한 잎의 두꺼운 사춘기, 햇빛을 반사하기 위한 광택 있는 표면, 광선 흡수 표면을 감소 - 잎사귀를 튜브(깃털 풀, 곰팡이)로 굴려서 잎 가장자리를 위로 향하게 배치 태양 광선 (유칼립투스), 잎 감소 (삭 사울, 선인장); 동결 방지를 목표로 함 : 특수한 형태의 성장 - 왜소증, 크리핑 형태의 형성 (눈 아래 겨울), 어두운 착색 (열선을 더 잘 흡수하고 눈 아래에서 따뜻하게하는 데 도움이 됨)
- 동물에서는
- 냉혈(다온, 외온) [무척추 동물, 어류, 양서류 및 파충류] - 체온 조절은 근육 활동, 외피의 구조 및 색상 증가, 햇빛의 강렬한 흡수가 가능한 장소 찾기 등을 통해 수동적으로 수행됩니다. . 등. .To. 그들은 대사 과정의 온도 체제를 유지할 수 없으며 그 활동은 주로 외부에서 오는 열과 체온-주변 온도 및 에너지 균형 값 (복사 에너지 흡수 및 방출 비율)에 따라 달라집니다.
- 온혈(항온, 흡열) [조류 및 포유류] - 환경 온도에 관계없이 일정한 체온을 유지할 수 있습니다. 이 특성 덕분에 많은 동물 종(순록, 북극곰, 기각류, 펭귄)이 영하의 온도에서 살고 번식할 수 있습니다. 진화 과정에서 그들은 화학적, 물리적이라는 두 가지 체온 조절 메커니즘을 개발하여 일정한 체온을 유지합니다. [보여주다]
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- 체온 조절의 화학적 메커니즘은 산화환원 반응의 속도와 강도에 의해 보장되며 중추신경계에 의해 반사적으로 제어됩니다. 온도 조절의 화학적 메커니즘의 효율성을 높이는 데 중요한 역할은 4개 챔버 심장의 출현 및 새와 포유류의 호흡기 시스템 개선과 같은 방향성 형태에 의해 수행되었습니다.
- 체온 조절의 물리적 메커니즘은 단열 덮개(깃털, 모피, 피하 지방), 땀샘, 호흡 기관의 출현 및 혈액 순환 조절을 위한 신경 메커니즘의 발달을 통해 보장됩니다.
항온요법의 특별한 경우는 이종열요법입니다. 즉 신체의 기능적 활동에 따라 체온 수준이 다릅니다. 이종열은 연중 불리한 기간 동안 동면 또는 일시적인 혼수 상태에 빠지는 동물의 특징입니다. 동시에 느린 신진 대사 (땅쥐, 고슴도치, 박쥐, 빠른 병아리 등)로 인해 높은 체온이 눈에 띄게 감소합니다.
내구성 한계온도 계수의 큰 값은 poikilothermic 및 homeothermic 유기체 모두에서 다릅니다.
Eurythermic 종은 광범위한 온도 변동을 견딜 수 있습니다.
흡온 생물은 온도 한계가 좁은 조건에서 생활하며 열을 좋아하는 흡열 생물(난초, 차나무, 커피, 산호, 해파리 등)과 냉기를 좋아하는 생물(요정 삼나무, 빙하기 전 및 툰드라 식물, 어류)로 구분됩니다. 극지 분지, 심연 동물-해양 깊이가 가장 깊은 지역 등).
각 유기체 또는 개인 그룹에는 활동이 특히 잘 표현되는 최적의 온도대가 있습니다. 이 구역 위에는 일시적인 열 혼수 구역이 있으며, 훨씬 더 높은 구역은 장기간 활동하지 않거나 여름 최대 절전 모드로 전환되는 구역이며, 이는 높은 치사 온도 구역에 접해 있습니다. 후자가 최적 이하로 감소하면 냉기, 동면 및 치명적인 저온 영역이 나타납니다.
영토 전체의 온도 요인 변화에 따라 인구 내 개인의 분포는 일반적으로 동일한 패턴을 따릅니다. 최적 온도 영역은 가장 높은 인구 밀도에 해당하며 양쪽에서 가장 낮은 범위의 경계까지 밀도가 감소합니다.
지구의 넓은 지역에 대한 온도 요인은 일일 및 계절적 변동이 뚜렷하여 자연의 생물학적 현상의 해당 리듬을 결정합니다. 적도부터 시작하여 지구 양쪽 반구의 대칭 영역에 열 에너지 공급에 따라 다음과 같은 기후대가 구별됩니다.
- 열대 지역. 연간 최저 평균 기온은 16°C를 초과하고, 가장 추운 날에는 0°C 아래로 떨어지지 않습니다. 시간에 따른 온도 변동은 미미하며 진폭은 5°C를 초과하지 않습니다. 식물은 연중 내내 존재합니다.
- 아열대 지역. 가장 추운 달의 평균 기온은 4°C 이상이고, 가장 따뜻한 달의 평균 기온은 20°C 이상입니다. 영하의 기온은 드뭅니다. 겨울에는 안정적인 적설이 없습니다. 성장기는 9-11개월 동안 지속됩니다.
- 온대. 식물의 여름 성장 시기와 겨울 휴면 기간이 잘 정의되어 있습니다. 구역의 주요 부분에는 안정적인 적설이 있습니다. 서리는 봄과 가을에 흔히 발생합니다. 때때로 이 구역은 적당히 따뜻하고 적당히 추운 두 가지로 나뉘며 사계절이 특징입니다.
- 콜드존. 연평균 기온은 0°C 미만이며, 짧은(2~3개월) 성장 기간에도 서리가 내릴 수 있습니다. 연간 기온 변동이 매우 큽니다.
산간지역의 식생, 토양, 동물군의 수직분포 패턴 역시 주로 온도계수에 의해 결정된다. 코카서스, 인도, 아프리카의 산지에서는 4~5개의 식물 벨트가 구분될 수 있으며, 아래에서 위로의 순서는 동일한 고도에서 적도에서 극까지의 위도 구역 순서와 일치합니다.
습기
공기, 토양, 살아있는 유기체의 수분 함량을 특징으로 하는 환경 요인입니다. 자연에는 습도의 일일 리듬이 있습니다. 밤에는 습도가 증가하고 낮에는 감소합니다. 온도와 빛과 함께 습도는 살아있는 유기체의 활동을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 식물과 동물의 물 공급원은 주로 강수량과 지하수, 이슬과 안개입니다.
수분은 지구상의 모든 생명체가 존재하기 위해 필요한 조건입니다. 생명은 수생 환경에서 시작되었습니다. 토지 거주자들은 여전히 물에 의존하고 있습니다. 많은 종의 동식물에게 물은 계속해서 서식지가 됩니다. 생명 과정에서 물의 중요성은 물이 대사 과정이 일어나는 세포의 주요 환경이며 생화학적 변형의 가장 중요한 초기, 중간 및 최종 산물이라는 사실에 의해 결정됩니다. 물의 중요성은 양적인 함량에 의해서도 결정됩니다. 살아있는 유기체는 적어도 3/4의 물로 구성됩니다.
물과 관련하여 고등 식물은 다음과 같이 나뉩니다.
- 수생 식물 - 수생 식물 (수련, 화살촉, 개구리밥);
- 습지 식물 - 지나치게 습한 장소의 주민 (창포, 시계);
- 중생 식물 - 습도가 보통인 식물(은방울꽃, 발레리안, 루핀)
- 건생 식물 - 일정하거나 계절에 따라 수분 결핍 상태에 사는 식물 (색소울, 낙타 가시, 마황) 및 그 품종 - 다육 식물 (선인장, 유포비아).
탈수된 환경과 주기적인 수분 부족 환경에서의 생활에 대한 적응 주요 기후 요인(빛, 온도, 습도)의 중요한 특징은 지리적 구역화에 따른 것뿐만 아니라 연간 주기 및 매일의 자연적 변동성입니다. 이와 관련하여, 살아있는 유기체의 적응 역시 규칙적이고 계절적인 성격을 가지고 있습니다. 환경 조건에 대한 유기체의 적응은 해당 요인에 대한 노출 깊이에 따라 빠르고 가역적이거나 매우 느릴 수 있습니다. 중요한 활동의 결과로 유기체는 비생물적 생활 조건을 바꿀 수 있습니다. 예를 들어, 낮은 계층의 식물은 빛이 적은 조건에 있습니다. 수역에서 발생하는 유기 물질의 분해 과정은 종종 다른 유기체에 산소 결핍을 유발합니다. 수생 유기체의 활동, 온도 및 수역, 산소량, 이산화탄소, 환경의 pH, 빛의 스펙트럼 구성 등으로 인해 변경됩니다. 대기 환경 및 가스 구성
유기체에 의한 대기 환경의 발달은 육지에 도착한 이후부터 시작되었습니다. 공중에서의 생활에는 특정한 적응과 식물과 동물의 높은 수준의 조직이 필요했습니다. 낮은 밀도 및 수분 함량, 높은 산소 함량, 기단의 이동 용이성, 급격한 온도 변화 등은 호흡 과정, 물 교환 및 생명체의 움직임에 큰 영향을 미쳤습니다. 대다수의 육상 동물은 진화하는 동안 날 수 있는 능력을 획득했습니다(모든 육상 동물 종의 75%). 많은 종은 기류(포자, 씨앗, 과일, 원생동물 낭종, 곤충, 거미 등)의 도움으로 분산되는 무호흡증이 특징입니다. 일부 식물은 바람에 의해 수분되었습니다. 유기체가 성공적으로 존재하기 위해서는 공기의 물리적 성질뿐만 아니라 화학적 성질, 생명에 필요한 기체 성분의 함량도 중요합니다. 산소.대다수의 살아있는 유기체에게 산소는 필수적입니다. 산소가 없는 환경에서는 혐기성 박테리아만 자랄 수 있습니다. 산소는 유기체의 생명에 필요한 에너지가 방출되는 발열 반응의 구현을 보장합니다. 이는 에너지 교환 과정에서 수소 원자에서 분리되는 최종 전자 수용체입니다. 화학적으로 결합된 상태에서 산소는 살아있는 유기체의 매우 중요한 많은 유기 및 무기 화합물의 일부입니다. 생물권의 개별 요소 순환에서 산화제로서의 역할은 엄청납니다. 지구상에서 유리산소를 생산하는 유일한 생산자는 광합성 과정에서 형성되는 녹색 식물입니다. 오존층 외부의 자외선에 의해 수증기가 광분해되어 일정량의 산소가 형성됩니다. 외부 환경에서 유기체에 의한 산소 흡수는 신체 전체 표면(원생동물, 벌레) 또는 특수 호흡 기관(기관(곤충), 아가미(물고기), 폐(척추동물))을 통해 발생합니다.
산소는 헤모글로빈(척추동물), 헤모시아핀(연체동물, 갑각류)과 같은 특수 혈액 색소에 의해 화학적으로 결합되어 몸 전체로 운반됩니다. 지속적인 산소 부족 상태에 사는 유기체는 혈액의 산소 용량 증가, 더 빈번하고 깊은 호흡 운동, 큰 폐 부피 (고지대 거주자, 새의 경우) 또는 다음으로 인한 조직의 산소 사용 감소와 같은 적절한 적응을 개발했습니다. 미오글로빈 양의 증가 - 조직의 산소 축적기(수생 환경 거주자). 물에 대한 CO 2 및 O 2의 용해도가 높기 때문에 여기에서의 상대적 함량은 공기보다 높습니다 (2-3 배) (그림 1). 이러한 상황은 호흡을 위해 용존 산소를 사용하거나 광합성(수생 광합성 생물)을 위해 CO 2 를 사용하는 하이드로바이오닉에 매우 중요합니다. 이산화탄소.공기 중 이 가스의 일반적인 양은 0.03%(부피 기준) 또는 0.57mg/l로 적습니다. 결과적으로 CO 2 함량의 작은 변동이라도 이에 직접적으로 의존하는 광합성 과정에 크게 반영됩니다. 대기로 유입되는 CO 2의 주요 원인은 동식물의 호흡, 연소 과정, 화산 폭발, 토양 미생물 및 곰팡이의 활동, 산업 기업 및 운송입니다. 스펙트럼의 적외선 영역에서 흡수되는 특성을 갖는 이산화탄소는 대기의 광학 매개 변수 및 온도 체계에 영향을 주어 잘 알려진 "온실 효과"를 유발합니다. 중요한 환경 측면은 온도가 감소함에 따라 물에 대한 산소와 이산화탄소의 용해도가 증가한다는 것입니다. 그렇기 때문에 극지방과 아한대 위도의 수역 동물군은 주로 냉수의 산소 농도 증가로 인해 매우 풍부하고 다양합니다. 다른 가스와 마찬가지로 물에 산소가 용해되는 과정은 헨리의 법칙을 따릅니다. 이는 온도에 반비례하고 끓는점에 도달하면 중단됩니다. 열대 수영장의 따뜻한 물에서는 용존 산소 농도가 감소하여 호흡이 제한되고 그에 따라 수생 동물의 필수 활동과 수가 제한됩니다. 최근 유기 오염 물질의 양이 증가하여 많은 수역의 산소 체제가 눈에 띄게 악화되었으며, 이를 파괴하려면 많은 양의 산소가 필요합니다. 살아있는 유기체의 분포 구역화
지리적(위도) 구역 설정 러시아 연방 영토에는 북쪽에서 남쪽으로 위도 방향으로 툰드라, 타이가, 낙엽수림, 대초원, 사막 등의 자연 지대가 연속적으로 위치해 있습니다. 유기체의 분포 및 분포의 구역성을 결정하는 기후 요소 중에서 온도, 습도, 조명 조건과 같은 비생물적 요인이 주도적인 역할을 합니다. 가장 눈에 띄는 구역 변화는 생물권의 주요 구성 요소인 식물의 특성에서 나타납니다. 이는 차례로 동물 구성의 변화, 즉 먹이 사슬의 유기 잔류 물 소비자 및 파괴자를 동반합니다. 동토대- 북반구의 춥고 나무가 없는 평원. 기후 조건은 식물 성장과 유기 잔류물의 분해에 적합하지 않습니다(영구 동토층, 여름에도 상대적으로 낮은 기온, 짧은 기간 동안 영하의 기온). 여기에서는 종 구성(이끼, 지의류)이 작은 독특한 생물권이 형성되었습니다. 이와 관련하여 툰드라 생물권의 생산성은 낮습니다. 연간 유기물 생산량은 5-15c/ha입니다. 존 타이가특히 침엽수 종의 경우 상대적으로 유리한 토양 및 기후 조건이 특징입니다. 풍부하고 생산성이 높은 생물권이 이곳에서 형성되었습니다. 연간 유기물의 형성량은 15-50c/ha입니다. 온대 지역 조건으로 인해 복잡한 생물권이 형성되었습니다. 낙엽수림러시아 연방에서 생물학적 생산성이 가장 높습니다(연간 최대 60c/ha). 낙엽수림의 종류에는 참나무 숲, 너도밤나무 숲, 혼합림 등이 있습니다. 이러한 숲은 관목과 초본 덤불이 잘 발달한 것이 특징이며, 이는 다양한 종류와 숫자의 동물군 배치를 용이하게 합니다. 대초원- 지구 반구 온대 지역의 자연 지역으로 물 공급이 부족하여 초본, 주로 곡물 식물 (깃털 풀, 곰팡이 등)이 우세합니다. 동물군은 다양하고 풍부합니다(여우, 토끼, 햄스터, 생쥐, 많은 새, 특히 철새). 대초원 지대에는 곡물 생산, 산업 작물, 채소 작물 및 가축 생산에 가장 중요한 지역이 포함되어 있습니다. 이 자연지대의 생물학적 생산성은 상대적으로 높습니다(연간 최대 50c/ha). 당연한 응보중앙아시아에서 압도적이다. 여름에는 강수량이 적고 기온이 높기 때문에 식생은 이 지역 영토의 절반 미만을 차지하며 건조한 조건에 특별히 적응합니다. 동물군은 다양하며, 그 생물학적 특징은 이전에 논의된 바 있습니다. 사막 지역의 연간 유기물 형성량은 5c/ha를 초과하지 않습니다(그림 107). 환경의 염분 수생 환경의 염도수용성 염의 함량이 특징입니다. 담수에는 0.5~1.0g/l, 해수에는 10~50g/l의 염분이 포함되어 있습니다. 수생 환경의 염분은 주민들에게 중요합니다. 담수(시프리니드)에서만 살거나 바닷물(청어)에서만 살도록 적응된 동물이 있습니다. 일부 물고기에서는 개별 발달의 개별 단계가 서로 다른 염도에서 발생합니다. 예를 들어 일반 장어는 민물에 살다가 산란을 위해 사르가소해로 이동합니다. 이러한 수생 생물은 체내 염분 균형을 적절하게 조절해야 합니다.
유기체의 이온 구성 조절 메커니즘. 육지 동물은 내부 환경을 화학적으로 변하지 않은 이온 상태로 일정하거나 거의 일정하게 유지하기 위해 액체 조직의 염분 구성을 조절해야 합니다. 수생 생물과 육상 식물의 염분 균형을 유지하는 주요 방법은 염분이 부적합한 서식지를 피하는 것입니다. 이러한 메커니즘은 주기적으로 바닷물에서 담수로 또는 그 반대로 이동하는 철새(연어, 첨연어, 분홍연어, 장어, 철갑상어)에서 특히 강렬하고 정확하게 작동해야 합니다. 삼투압 조절은 담수에서 가장 간단하게 발생합니다. 후자에서는 이온 농도가 액체 조직보다 훨씬 낮은 것으로 알려져 있습니다. 삼투 법칙에 따라 외부 환경은 반투막을 통해 농도 구배를 따라 세포 안으로 들어가고 내부 내용물이 일종의 "희석"됩니다. 이러한 과정을 조절하지 못하면 몸이 붓고 죽을 수도 있다. 그러나 담수 생물에는 과도한 물을 제거하는 기관이 있습니다. 생명에 필요한 이온의 보존은 그러한 유기체의 소변이 매우 묽다는 사실로 인해 촉진됩니다 (그림 2, a). 내부 체액에서 이러한 희석 용액을 분리하려면 특수한 세포나 기관(신장)의 활성 화학 작업과 전체 기초 대사 에너지의 상당 부분을 소비해야 합니다. 반대로 해양 동물과 물고기는 해수만을 마시고 흡수하여 삼투압이 높은 것이 특징인 신체에서 외부 환경으로 지속적으로 방출되는 것을 보충합니다. 이 경우 소금물의 1가 이온은 아가미에 의해 바깥쪽으로 적극적으로 제거되고 2가 이온은 신장에 의해 제거됩니다 (그림 2, b). 세포는 과도한 물을 펌핑하는 데 꽤 많은 에너지를 소비하므로 염도가 증가하고 체내 수분이 감소하면 유기체는 일반적으로 비활성 상태, 즉 염 아나비아증으로 전환됩니다. 이는 주기적으로 건조되는 해수 웅덩이, 하구 및 연안 지역(로티퍼, 양각류, 편모류 등)에 서식하는 종의 경우에 일반적입니다. 상부 지각의 염도칼륨과 나트륨 이온의 함량에 따라 결정되며 수생 환경의 염도와 마찬가지로 주민과 우선 그에 적절하게 적응하는 식물에게 중요합니다. 이 요소는 식물의 경우 우연이 아니며 진화 과정에서 동반됩니다. 소위 염분 식물(solyanka, 감초 등)은 칼륨과 나트륨 함량이 높은 토양에 국한되어 있습니다. 지각의 최상층은 토양입니다. 토양 염분 외에도 산도, 열수 체제, 토양 통기 등 다른 지표가 구별됩니다. 구호와 함께 edaphic 환경 요인이라고 불리는 지구 표면의 이러한 특성은 주민들에게 생태학적 영향을 미칩니다. Edaphic 환경 요인 주민에게 환경에 영향을 미치는 지구 표면의 특성입니다.
에다프 요인에 따라 식물의 여러 생태학적 그룹을 구별할 수 있습니다. 토양 용액의 산성도에 대한 반응을 바탕으로 다음과 같이 구별됩니다.
토양의 화학적 구성과 관련하여 식물은 다음과 같이 나뉩니다.
개별 배터리 관련
기계적 구성과 관련하여
지형과 토양의 성질은 동물의 구체적인 이동과 토양과 일시적 또는 영구적으로 생활 활동이 연관되어 있는 종의 분포에 큰 영향을 미칩니다. 뿌리 시스템(깊은 표면)의 특성과 토양 동물군의 생활 방식은 토양의 열수 체제, 통기, 기계적 및 화학적 구성에 따라 달라집니다. 토양의 화학적 조성과 주민의 다양성은 토양의 비옥도에 영향을 미칩니다. 가장 비옥한 토양은 부식질이 풍부한 체르노젬(chernozem) 토양입니다. 비생물적 요인으로서 구호는 기후 요인의 분포와 그에 따른 동식물의 형성에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 언덕이나 산의 남쪽 경사면에는 항상 온도가 더 높고 조명이 더 좋으며 그에 따라 습도도 더 낮습니다. | |||
안도식물의 생활에 간접적으로 작용하는 요인으로 작용합니다. 구호의 영향으로 기후 및 토양 요인의 복합체가 다르게 발전합니다. 형태의 크기에 따라 구별됩니다. 거시 부조(산, 저지대), 메조릴리프(언덕, 계곡, 능선) 및 미세 부조(작은 불규칙성, 함몰, 융기).
거시부조
산을 오를 때 기후, 토양 및 기타 환경 요인이 변합니다. 따라서 산에는 식물이 벨트로 분포되어 있습니다. 특히 영원한 눈의 경계 근처에서 특이한 조건이 발생하며 이는 식물의 구조, 생리 및 계절적 발달에 반영됩니다. 고산 식물은 웅크린 성장, 작은 잎, 크고 밝은 색의 꽃이 특징입니다. 많은 식물이 건생증의 징후를 보입니다. 해발 고도와 함께 경사면의 경사도와 노출도가 식물 분포에 큰 영향을 미칩니다. 가장 열을 좋아하고 빛을 좋아하는 식물은 남쪽 경사면에서 자랍니다. 사이트의 자료
메소릴리프
더 작은 지형(언덕, 계곡, 계곡)도 식생 분포에 영향을 미칩니다. 따라서 산림 지대에서는 숲의 참나무와 재의 혼합물이 고지대에 국한되어 있으며 더 많은 북부 종들이 평원에 정착합니다. 메조릴리프 요소의 주요 의미는 구역별 환경 요인의 재분배입니다.
미세 릴리프
미세 구호는 또한 식물 서식지의 차이의 출현에 기여합니다. 이와 관련하여 작은 공간에서 다양한 생태적 특징을 가진 종의 교대가 관찰됩니다.
최신 데이터에 따르면 다양한 형태학적 특성과 특정 기후를 지닌 산악 지역이 약 36%를 차지합니다. 지구의 영역. 산악 지형은 우리나라에서 중요한 지역을 차지합니다.
기후에 대한 구호의 영향은 크고 매우 다양합니다. 여기에는 두 가지 특징이 있습니다.
1) 구호 지형의 영향으로 산악 국가 내에서 특정 기후 지형이 생성됩니다.
2) 기단의 이류 과정과 대기 순환을 방해하는 산 시스템은 주변 지역의 기후와 날씨에 심각한 영향을 미칩니다.
이는 산 내의 개별 계곡과 능선의 모양과 구성 구조뿐만 아니라 산계 전체의 위치(자오선 또는 위도)와 규모에 크게 좌우됩니다.
엄마. Petrosyants는 대기 과정에 대한 지형의 영향을 세 가지 클래스로 나눕니다.
1) 기류 및 행성 순환 시스템의 일반적인 기후 분포 형성에 대한 지형의 대규모 영향;
2) 중규모 과정에 대한 지형의 영향, 즉 저기압 및 고기압의 출현, 발달, 이동, 산 근처 대기 전선의 악화 및 침식 (소위 지형 순환 발생 및 전선 발생);
3) 짧은 범위의 특정 형태(계곡, 경사, 통로 등)와 관련된 기상 값 과정에서 다양한 지형의 모양을 결정하는 지역 지형 영향.
이러한 영향의 결과로, 산악 지역에서는 구름, 바람, 특히 강수량 및 위험한 기상 현상의 공간적 분포에 큰 불균일(얼룩)이 생성됩니다. 대기 기상 형성 과정에 대한 구호 영향의 규모는 다릅니다. 따라서 높이와 범위에 따라 산의 수평 영향은 최대 500km 이상의 거리에서 나타날 수 있습니다. 예를 들어, 우크라이나 카르파티아 산맥의 중산간 시스템은 인접 지역(수분 운반 흐름 방향에 따라 100~300km)의 강수량 분포에 눈에 띄는 영향을 미칩니다. 큰 산계(코카서스, 파미르, 히말라야 등)가 공기 흐름과 대류권의 열 체제에 수직적으로 미치는 영향은 높이 10~12km까지 확장될 수 있습니다. Academician A.A.의 이론적 연구에서 알 수 있듯이. Dorodnitsyn은 평야 사이에 위치하고 상당한 수평 범위를 갖는 상대적으로 작은 고도(Donetskaya, Srednerusskaya 등, 해발 200-400m)라도 기상 형성 과정에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 다음까지 추적할 수 있습니다. 높이 4km.
산에서지리적 위도 및 대기 순환 외에도 주요 기후 형성 요인은 다음과 같은 구호 기능입니다.
- 해발 고도;
- 릴리프의 모양(유형);
- 박람회;
- 경사면의 가파른 정도.
절대 높이가 주요한 것이지만, 릴리프 형태, 경사 노출 및 장소 보호 정도의 다양한 영향이 때로는 너무 커서 그 역할을 완전히 무력화시키는 경우가 있습니다. 이러한 완화 요소가 대기 및 방사선 과정에 미치는 영향이 다르기 때문에 특별한 유형의 기후가 형성됩니다. 산악 기후. 상당히 가까운 지역에서도 지역적 기후 변화(미기후)가 생성될 수 있으며, 이는 수직 구역 설정뿐만 아니라 극도의 다양성으로 나타납니다.
