Avantages des méthodes biologiques

Les observations à long terme, que nous appelons monitoring en terminologie moderne, ont été réalisées uniquement sur l'évolution des concentrations dans l'environnement de certains produits dangereux, et quelques autres paramètres de l'état du milieu naturel, associés principalement à causes naturelles. Contrairement à la dynamique des écosystèmes causée par facteurs naturels, leurs changements sous l'influence de facteurs anthropiques et technogènes se produisent très rapidement.

Il est logique de supposer que puisque les organismes vivants sont fortement et négativement affectés par diverses impuretés chimiques présentes dans l'environnement, c'est par des méthodes chimiques qu'il convient d'évaluer la qualité de l'environnement. Cependant, ce n’est pas tout à fait vrai. Le fait est que souvent les méthodes chimiques ne sont pas capables de déterminer la présence de substances nocives dans l'environnement en raison de leur faible concentration. Cependant, en raison de l'effet cumulatif, leurs effets nocifs sont perceptibles.

Note 1

De la même manière, les méthodes chimiques ne peuvent refléter les spécificités de l’effet combiné de plusieurs substances nocives sur l’organisme, qui ne peuvent se réduire à la somme d’effets individuels. Enfin, il y a le phénomène d'adaptation, par lequel l'exposition aux mêmes concentrations des mêmes polluants différentes générations les organismes ne sont pas égaux. Tous ces inconvénients méthodes chimiques deviennent sans importance pour les biologiques.

Objets de test biologique

Définition 1

Les objets de test sont des organismes utilisés pour évaluer la toxicité substances chimiques, émissions industrielles, impuretés atmosphériques, eaux naturelles et usées, sols, sédiments de fond de réservoirs, aliments pour animaux, etc.

Ce sont des sortes de « capteurs » d'informations de signal montrant le degré de toxicité de l'environnement ; ils permettent de remplacer des tests chimiques, permettent d'établir rapidement le fait de la toxicité (toxicité, nocivité) de l'environnement, quelle que soit sa dépendance à une substance analytique facilement déterminée ou à tout un complexe de substances chimiquement indétectables. Les objets de test avec un haut degré d'approximation vous permettent de donner quantification niveau de toxicité de la pollution de l'air, de l'eau et du sol.

Les objets les plus couramment utilisés sont différents organismes– les plantes, invertébrés et vertébrés.

Les méthodes de recherche sont également différentes. Il s'agit d'une étude de la composition des espèces et de l'abondance des bioindicateurs dans les communautés, recherche en laboratoire, dans lequel est noté l'impact de l'environnement testé sur la survie, la fertilité et la stabilité du développement des organismes. Les objets populaires de ces recherches sont :

• graines de plusieurs plantes,
• les lichens,
• Daphnie,
• de nombreux invertébrés aquatiques,
• poisson,
• etc.

Note 2

L'ensemble de la méthode est souvent nommé en fonction de l'objet utilisé, par exemple, une méthode basée sur l'utilisation de lichens comme objet de test est appelée indication de lichen.

Les objets d'essai doivent être sensibles à la nature et à la composition du substrat, aux conditions microclimatiques et à la composition de l'environnement. Leur utilisation comme objets de surveillance mondiale est facilitée par leur large diffusion et leur réaction prononcée aux influence externe, malgré le fait que la variabilité intrinsèque de ces organismes devrait être relativement insignifiante.

Les objets de test servent d'indicateur intégral de l'état de l'environnement et expriment indirectement par leur réaction la « favorabilité » générale d'un complexe de facteurs environnementaux abiotiques pour le biote. De plus, la plupart composants chimiques, qui ont un effet nocif sur les organismes, sont inclus dans la majorité des émissions production industrielle, qui permet l'utilisation d'objets de test biologique pour une indication fine de la charge anthropique.

Le mécanisme le plus subtil de telles études est l'étude de la stabilité du développement, qui permet d'évaluer de faibles niveaux d'impact sur l'environnement qui n'entraînent pas la mort des organismes.

Structure La bioécologie classique comprend :

• autécologie (écologie des organismes individuels),

• la démécologie (écologie des populations et des espèces),

• synécologie (écologie des communautés d'organismes).

En écologie il y a aussi :

• écologie de divers groupes systématiques (écologie des champignons, des plantes, des mammifères, etc.),
• les milieux de vie (terre, sol, mer…),
• l'écologie évolutive (la relation entre l'évolution des espèces et les conditions environnementales qui l'accompagnent),
• un certain nombre de domaines appliqués (médecine, écologie agricole, sciences environnementales et économiques).

Environnement de vie - c'est une partie de la nature dans laquelle vivent les organismes :

• eau,
• air,
• le sol,
• organisme.

Milieu de vie aquatique.

L'eau est le milieu primaire des êtres vivants, puisque c'est de là que la vie est née. La plupart des organismes ne sont pas capables de mener une vie active sans que de l'eau ne pénètre dans le corps ou au moins sans maintenir une certaine teneur en liquide à l’intérieur du corps. Environnement interne organisme dans lequel le principal processus physiologiques, évidemment, conserve encore les caractéristiques de l'environnement dans lequel s'est déroulée l'évolution des premiers organismes. Ainsi, la teneur en sel du sang humain (maintenue à un niveau relativement constant) est proche de celle de l’eau des océans. Les propriétés du milieu aquatique océanique ont largement déterminé l’évolution chimique et physique de toutes les formes de vie. Maison trait distinctif Le milieu aquatique est sa relative stabilité (l'amplitude des fluctuations saisonnières ou quotidiennes de température dans le milieu aquatique est bien moindre que dans le milieu terre-air). La topographie du fond, les différences de conditions à différentes profondeurs, la présence de récifs coralliens, etc. créent des conditions variées dans le milieu aquatique.

Caractéristiques du milieu aquatique sont d'origine physico-chimique propriétés eau. Ainsi, la densité et la viscosité élevées de l’eau revêtent une grande importance environnementale. La densité de l'eau est comparable à celle du corps des organismes vivants. La densité de l’eau est environ 1 000 fois supérieure à celle de l’air. C'est pourquoi les organismes aquatiques(en particulier ceux en mouvement actif) rencontrent une grande force de résistance hydrodynamique. Pour cette raison, l’évolution de nombreux groupes d’animaux aquatiques s’est orientée vers le développement de formes corporelles et de types de mouvements réduisant la traînée, ce qui a conduit à une réduction des coûts énergétiques pour la nage. Ainsi, une forme corporelle profilée se retrouve chez les représentants de divers groupes d'organismes vivant dans l'eau - dauphins (mammifères), poissons osseux et cartilagineux.

La forte densité de l’eau est également la raison pour laquelle les vibrations mécaniques se propagent bien dans le milieu aquatique. Cela a important dans l'évolution des organes sensoriels, l'orientation spatiale et la communication entre les habitants aquatiques. La vitesse du son dans le milieu aquatique, quatre fois supérieure à celle dans l'air, détermine la fréquence plus élevée des signaux d'écholocation.

En raison de haute densité Dans le milieu aquatique, ses habitants sont privés du lien obligatoire avec le substrat, caractéristique des formes terrestres et associé aux forces de gravité. Il existe donc tout un groupe d'organismes aquatiques (plantes et animaux) qui existent sans lien obligatoire avec le fond ou un autre substrat, « flottant » dans la colonne d'eau. La conductivité électrique a ouvert la possibilité d'une formation évolutive organes électriques sentiments, défense et attaque.

Environnement sol-air vie caractérisé grande diversité conditions de vie, niches écologiques et les organismes qui les habitent. Il est important de noter que les organismes jouent un rôle primordial dans la détermination des conditions de l’environnement terrestre et aérien de la vie, et surtout dans la composition des gaz de l’atmosphère. Presque tout l'oxygène de l'atmosphère terrestre est d'origine biogénique.

Caractéristiques principales l'environnement sol-air sont des changements de grande amplitude facteurs environnementaux, hétérogénéité du milieu, action des forces gravitationnelles, faible densité air. Un complexe de facteurs physico-géographiques et climatiques caractéristiques d'une certaine zone naturelle conduit à la formation évolutive d'une adaptation morphophysiologique des organismes à la vie dans ces conditions, une diversité de formes de vie.

L'air atmosphérique est caractérisé par une humidité faible et variable. Cette circonstance a largement limité (limité) les possibilités de maîtrise de l'environnement sol-air, et a également orienté l'évolution du métabolisme eau-sel et la structure des organes respiratoires.

Le sol comment le milieu de vie est le résultat de l’activité des organismes vivants. Les organismes qui peuplaient l’environnement sol-air ont conduit à l’émergence du sol comme habitat unique. Le sol est système complexe , comprenant la phase solide (particules minérales), liquide (humidité du sol) et gazeuse. La relation entre ces trois phases détermine les caractéristiques du sol en tant que milieu de vie. Important fonctionnalité le sol, c'est aussi la présence d'une certaine quantité de matière organique. Il se forme à la suite de la mort d'organismes et fait partie de leurs excréments (sécrétions).

Les conditions de l'habitat du sol déterminent les propriétés du sol telles que l'aération (c'est-à-dire la saturation de l'air), l'humidité (présence d'humidité), la capacité thermique et le régime thermique (variations de température quotidiennes, saisonnières et annuelles). Le régime thermique est plus conservateur que l’environnement sol-air, notamment à grandes profondeurs. En général, le sol présente des conditions de vie assez stables. Les différences verticales sont également caractéristiques d'autres propriétés du sol, par exemple la pénétration de la lumière dépend de la profondeur.

L'environnement du sol occupe position intermédiaire entre les environnements eau et terre-air. Le sol peut abriter des organismes dotés d’une respiration à la fois aquatique et aérienne. Le gradient vertical de pénétration de la lumière dans le sol est encore plus prononcé que dans l’eau. Les micro-organismes sont présents dans toute l'épaisseur du sol et les plantes (principalement les systèmes racinaires) sont associées aux horizons extérieurs. Les organismes du sol sont caractérisés par des organes et des types de mouvements spécifiques (membres fouisseurs chez les mammifères ; capacité de modifier l'épaisseur du corps ; présence de capsules céphaliques spécialisées chez certaines espèces) ; formes du corps; housses durables et flexibles ; réduction des yeux et disparition des pigments. Parmi les habitants du sol, la saprophagie est largement développée - mangeant les cadavres d'autres animaux, les restes en décomposition, etc.

Facteurs environnementaux - éléments de l'environnement qui influencent les organismes, en réponse auxquels les organismes réagissent par des réactions adaptatives.

Par nature, ils se distinguent :

- inorganique, ou facteurs abiotiques : température, lumière, eau, air, vent, salinité et densité du milieu, rayonnements ionisants ;

- facteurs biotiques associée au vivre ensemble, à l'influence mutuelle des animaux et des plantes les uns sur les autres ;

- facteurs anthropiques- l'impact humain, l'activité humaine sur la nature ; par l'ampleur et la globalité de leur impact, ils se rapprochent des forces géologiques.

Chacun des facteurs environnementaux est irremplaçable. Ainsi, le manque de chaleur ne peut être remplacé par une abondance de lumière, et les éléments minéraux nécessaires à la nutrition des plantes ne peuvent être remplacés par de l'eau.

Anthropique facteurs associé à l'activité humaine, sous l'influence de laquelle l'environnement change et se forme. L'activité humaine s'étend à pratiquement toute la biosphère : exploitation minière, développement ressources en eau, le développement de l'aviation et de l'astronautique affecte l'état de la biosphère. En conséquence, il y a processus destructeurs dans la biosphère, qui incluent la pollution de l'eau, " Effet de serre", associés à une augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, des dommages à la couche d'ozone, des "pluies acides", etc.

Organismes adapter(s'adapter) à l'influence de certains facteurs dans le processus sélection naturelle. Leurs capacités d'adaptation sont déterminées norme de réaction par rapport à chacun des facteurs, à la fois opérant en permanence et fluctuant dans leurs valeurs. Par exemple, la durée du jour dans une région particulière est constante, mais la température et l'humidité peuvent fluctuer dans des limites assez larges.

Les facteurs environnementaux sont caractérisés par l'intensité de l'action, la valeur optimale ( optimum), les valeurs maximales et minimales dans lesquelles la vie d'un organisme particulier est possible. Ces options sont destinées aux représentants différents types sont différents.

L'écart par rapport à l'optimum de tout facteur, par exemple une diminution de la quantité de nourriture, peut être réduit limites d'endurance oiseaux ou mammifères en relation avec la diminution de la température de l’air.

Facteur dont la valeur est ce moment est aux limites de l'endurance, ou les dépasse s'appelle limitant.

L'intensité de l'impact de divers facteurs environnementaux sur la population dans son ensemble est appelée règle optimale et est décrite graphiquement. L'axe des ordonnées montre la taille de la population en fonction de la dose d'un facteur particulier (axe des abscisses). La dose optimale du facteur et la dose du facteur à laquelle l'activité vitale d'un organisme donné est inhibée sont identifiées. Sur le graphique, cela correspond à cinq zones : zone optimale, à droite et à gauche de celle-ci, les zones pessimum (de la limite de la zone optimale jusqu'au max ou min) et les zones létales (situées au-delà du max et du min), dans lesquelles la taille de la population est 0. L'intensité du facteur celui qui est le plus favorable à l'activité vitale est appelé optimal ou optimal. Les limites au-delà desquelles l'existence d'un organisme est impossible sont appelées inférieur et limites supérieures endurance .

Eurybiontes -

organismes vivant dans conditions différentes environnement (tolérer un large éventail de fluctuations de facteurs).

Sténobiontes -

organismes qui nécessitent des conditions d'existence strictement définies (gamme étroite de fluctuations des facteurs).

À impact complexe divers facteurs sur les organismes limitant Le facteur (limitant le développement des organismes) est un facteur en carence ou en excès. Le soi-disant « baril de Liebig » contribue à représenter cette situation de manière figurée. Imaginez un tonneau dans lequel les lattes de bois sur les côtés ont des hauteurs différentes. Il est clair que quelle que soit la hauteur des autres lattes, vous pouvez verser dans le fût exactement autant d'eau que la longueur des lattes les plus courtes.

La loi de l'optimum, du minimum et du maximum.

Cette loi dit que le rendement le plus élevé ne peut être obtenu qu'avec la présence moyenne, c'est-à-dire optimale, du facteur de vie végétale.

L'effet de cette loi se manifeste clairement lorsque les plantes sont cultivées dans un contexte d'apports différents d'un facteur vital, par exemple l'eau, la chaleur, le dioxyde de carbone ou tout autre. Dans tous les cas, à mesure que la quantité de facteur augmente de minime à conditions optimales La croissance des plantes s'améliorera et les rendements augmenteront. Avec une nouvelle augmentation du montant du facteur, le rendement commencera à diminuer jusqu'à atteindre près de zéro à quantité maximale facteur de vie végétale.

Pour la croissance plantes cultivées Ce n’est pas un seul facteur de la vie qui influence, mais une combinaison de facteurs de la vie et de conditions environnementales. Il a été constaté qu'en modifiant un seul facteur de la vie, sans impact direct pour le reste, l'augmentation du rendement s'estompe progressivement, puis s'arrête complètement du fait des mêmes doses supplémentaires de facteur. La raison en est l'influence limitante d'autres facteurs vitaux, puisque la loi du minimum, ou des facteurs limitants, entre en jeu - le rendement des cultures agricoles dépend du facteur vital, qui est à un minimum relatif.

Loi du minimum, ou des facteurs limitants, est également lié à la physiologie végétale, où il a été interprété comme suit : un facteur qui est à un minimum relatif limite l’impact de tous les autres facteurs de la vie. On supposait que les facteurs vitaux agissent sur les plantes indépendamment les uns des autres. Toutefois, cela ne se produit pas dans la nature. De nombreuses expériences et pratiques ont établi que l'activité vitale des plantes cultivées dépend en réalité de facteurs vitaux qui sont à un minimum relatif, mais dans certains cas, l'absence de certains facteurs vitaux peut être quelque peu atténuée par un bon apport d'autres facteurs vitaux. Par exemple, si le dioxyde de carbone est le facteur limitant du processus de photosynthèse, alors cette limitation peut être supprimée de plusieurs manières : premièrement, en augmentant la concentration gaz carbonique dans l'air atmosphérique entourant les plantes ; deuxièmement, en créant température optimale air ambiant. Cette dernière entraînera une diffusion accrue des molécules de dioxyde de carbone depuis environnement dans les espaces intercellulaires de la feuille, c'est-à-dire pour mieux approvisionner les chloroplastes en dioxyde de carbone.
La complexité des relations entre les facteurs vitaux entre eux, ainsi qu'entre eux et les plantes, ne permet pas une compréhension simplifiée du fonctionnement de la loi du minimum, ou des facteurs limitants.

Dans les conditions de production, il est nécessaire de connaître les facteurs de vie qui se trouvent dans les premier, deuxième et suivants minimums, et d'éliminer leur influence limitante à l'aide de techniques agrotechniques et autres.

Non seulement des facteurs de durée de vie peuvent limiter le rendement, mais aussi conditions défavorables environnements : pédologiques, phytologiques et agrotechniques, par exemple, l'acidité du sol, sa contamination. Des mesures doivent être prises pour les limiter influence négative sur les plantes cultivées.

Rythmes biologiques.

De nombreux processus biologiques dans la nature se produisent de manière rythmée, c'est-à-dire différents états les organismes alternent avec une périodicité assez claire. Les facteurs externes comprennent les changements d'éclairage (photopériodisme), de température (thermopériodisme), de champ magnétique et d'intensité du rayonnement cosmique. La croissance et la floraison des plantes dépendent de l'interaction entre leurs rythmes biologiques et les changements dans les facteurs environnementaux. Ces mêmes facteurs déterminent le moment des migrations des oiseaux, la mue des animaux, etc.

Photopériodisme

– un facteur qui détermine la durée du jour et, à son tour, influence la manifestation d’autres facteurs environnementaux. La durée du jour est un signal du changement des saisons pour de nombreux organismes. Très souvent, le corps est influencé par une combinaison de facteurs, et si l'un d'entre eux est limitant, alors l'influence de la photopériode est réduite ou n'apparaît pas du tout. À basses températures, par exemple, les plantes ne fleurissent pas.

Missions thématiques

A1. Les organismes ont tendance à s'adapter

1) à plusieurs facteurs environnementaux les plus importants

2) à un facteur le plus important pour le corps

3) à l'ensemble des facteurs environnementaux

4) principalement aux facteurs biotiques

A2. Le facteur limitant s’appelle

1) réduire le taux de survie de l’espèce

2) le plus proche de l'optimal

3) avec large éventail valeurs

4) tout anthropique

A3. Le facteur limitant pour l’omble de fontaine pourrait être

1) vitesse d'écoulement de l'eau

2) augmentation de la température de l'eau

3) rapides dans le ruisseau

4) longues pluies

A4. L'anémone de mer et le bernard-l'ermite sont en couple

1) prédateur

3) neutre

4) symbiotique

A5. L'optimum biologique est une action positive.

1) facteurs biotiques

2) facteurs abiotiques

3) toutes sortes de facteurs

4) facteurs anthropiques

A6. L'adaptation la plus importante des mammifères à la vie dans des conditions environnementales variables peut être considérée comme la capacité de

1) autorégulation

2) animation suspendue

3) protection de la progéniture

4) fertilité élevée

A7. Le facteur provoquant les changements saisonniers dans la faune est

1) pression atmosphérique

2) durée de la journée

3) humidité de l'air

4) température de l'air

A8. Le facteur anthropique comprend

1) compétition entre deux espèces pour le territoire

4) cueillir des baies

A9. exposé à des facteurs avec des valeurs relativement constantes

1) cheval domestique

3) ténia bovin

4) personne

A10. A une norme de réaction plus large par rapport aux fluctuations saisonnières de température

1) grenouille d'étang

2) phrygane

4) blé

EN 1. Les facteurs biotiques comprennent

1) restes organiques de plantes et d'animaux dans le sol

2) la quantité d'oxygène dans l'atmosphère

3) symbiose, habitat, prédation

4) photopériodisme

5) changement de saisons

6) taille de la population

L'habitat fait référence à l'espace utilisé par les organismes vivants pour exister. Ainsi, le sujet est directement lié à la question de l'activité vitale de toute créature. Il existe quatre types d'habitats. De plus, divers facteurs transforment les influences externes et doivent donc également être pris en compte.

Définition

Alors, qu’est-ce qu’un habitat animal ? La définition est apparue au XIXe siècle - dans les travaux du physiologiste russe Sechenov. Chaque organisme vivant interagit constamment avec les phénomènes environnants, qu'il a été décidé d'appeler environnement. Son rôle est d'une double nature. D'une part, tout processus de la vie les organismes y sont directement liés - c'est ainsi que les animaux se nourrissent, ils sont influencés par le climat, mais leur existence n'a pas moins d'influence sur l'environnement, le déterminant en grande partie. Les plantes maintiennent l'équilibre en oxygène et ombragent le sol, les animaux le rendent plus meuble. Presque tous les changements sont causés par des organismes vivants. L'habitat nécessite une étude approfondie de la part de quiconque souhaite comprendre la biologie. Il est également important de savoir que certaines créatures peuvent vivre dans des conditions différentes. Les amphibiens naissent dans un environnement aquatique, hivernent et se nourrissent souvent sur terre. Les coléoptères aéroportés ont souvent besoin de sol ou d’eau pour se reproduire.

Eau

Le milieu aquatique est la totalité de tous les océans, mers, glaciers et eaux continentales de notre planète, ce qu'on appelle l'hydrosphère, en plus, il comprend parfois aussi la neige de l'Antarctique, les fluides atmosphériques et ceux contenus dans les organismes. Il occupe plus de soixante-dix pour cent de la surface, la majeure partie se trouvant dans les océans et les mers. L’eau fait partie intégrante de la biosphère, non seulement des réservoirs, mais aussi de l’air et du sol. Chaque organisme en a besoin pour survivre. De plus, c'est l'eau qui distingue la Terre des planètes voisines. De plus, elle jouait un rôle clé dans le développement de la vie. Il accumule des substances organiques et inorganiques, transfère la chaleur, forme le climat et se retrouve chez les animaux et cellules végétales. C'est pourquoi le milieu aquatique est l'un des plus importants.

Air

Le mélange de gaz qui forme l'atmosphère terrestre joue rôle vital pour tous les organismes vivants. L'habitat aérien a guidé l'évolution, car l'oxygène forme un métabolisme élevé, qui détermine la structure des organes respiratoires et le système métabolique eau-sel. Densité, composition, humidité : tout cela a de graves conséquences pour la planète. L'oxygène s'est formé il y a deux milliards d'années lors d'une activité volcanique, après quoi sa part dans l'air n'a cessé d'augmenter. L'environnement humain moderne se caractérise par une teneur de 21 % de cet élément. La couche d'ozone en constitue également une partie importante, qui empêche le rayonnement ultraviolet d'atteindre la surface de la Terre. Sans cela, la vie sur la planète pourrait être détruite. Aujourd'hui, l'environnement humain est menacé : la couche d'ozone est détruite à cause des effets négatifs. processus environnementaux. Cela conduit à la nécessité d'un comportement conscient et d'un choix constant des meilleures solutions non seulement pour les personnes, mais aussi pour la Terre.

Le sol

De nombreux organismes vivants vivent sur terre. L'habitat est également utilisé par les plantes, qui fournissent de la nourriture à la plupart des êtres vivants de la planète. Il est impossible de déterminer sans ambiguïté si le sol est une formation non vivante, c'est pourquoi on l'appelle corps bioinerte. Selon la définition, il s'agit d'une substance traitée au cours de la vie des organismes. L'habitat du sol est constitué de matières solides, notamment de particules de sable, d'argile et de limon ; composant liquide; gazeux - c'est de l'air ; vivant - ce sont les créatures qui l'habitent, toutes sortes de micro-organismes, invertébrés, bactéries, champignons, insectes. Chaque hectare de terre abrite cinq tonnes de ces formes. L'habitat du sol est intermédiaire entre l'eau et l'air souterrain, c'est pourquoi les organismes qui y vivent ont souvent un type de respiration combiné. Vous pouvez rencontrer de telles créatures même à des profondeurs impressionnantes.

Interaction des organismes et de l'environnement

Chaque créature diffère par la présence d'un métabolisme et d'une organisation cellulaire. L'interaction avec l'environnement se produit constamment et doit être étudiée de manière globale en raison de la complexité des processus. Chaque organisme dépend directement de ce qui se passe autour de lui. L'environnement terre-air d'une personne est influencé par les précipitations, les conditions du sol et la plage de température. Certains processus sont bénéfiques pour le corps, certains sont indifférents et d'autres sont nocifs. Chacun a une définition distincte. Par exemple, l'homéostasie est la constance système interne qui distinguent les organismes vivants. L'habitat peut changer, ce qui nécessite une adaptation - déplacements, croissance, développement. Métabolisme - métabolisme accompagné de réactions chimiques, par exemple la respiration. La chimiosynthèse est le processus de création de matière organique à partir de composés soufrés ou azotés. Enfin, il convient de rappeler la définition de l’ontogenèse. Il s'agit d'un ensemble de transformations du corps qui sont influencées par tous les facteurs environnementaux tout au long de son existence.

Facteurs environnementaux

Pour une meilleure compréhension processus biologiques il faut aussi étudier cette définition. sont un ensemble de conditions environnementales qui affectent un organisme vivant. Ils sont répartis selon classification complexe pour plusieurs types. L'adaptation d'un organisme à eux est appelée adaptation, et son apparence externe, reflétant des facteurs environnementaux, est appelée forme de vie.

Nutriments

C'est l'un des types de facteurs environnementaux qui affectent les organismes vivants. L'habitat contient des sels et des éléments alimentés en eau et en nourriture. Les biogènes sont ceux qui sont grandes quantités nécessaire au corps. Par exemple, il s'agit du phosphore, important pour la formation du protoplasme, et de l'azote, base des molécules protéiques. La première source est constituée d’organismes morts et de roches, et la seconde est l’air atmosphérique. Le manque de phosphore affecte l’existence presque aussi gravement que le manque d’eau. Des éléments tels que le calcium, le potassium, le magnésium et le soufre ont une importance légèrement inférieure. Le premier est nécessaire pour les coquilles et les os. Le potassium assure le travail système nerveux et la croissance des plantes. Le magnésium fait partie des molécules de chlorophylle et des ribosomes, et le soufre fait partie des acides aminés et des vitamines.

Facteurs environnementaux abiotiques

Il existe d'autres processus qui affectent les organismes vivants. L'habitat comprend des facteurs tels que la lumière, le climat, etc., qui sont par définition abiotiques. Sans eux, les processus de respiration et de photosynthèse, le métabolisme, les vols saisonniers et la reproduction de nombreux animaux sont impossibles. Tout d’abord, la lumière est importante. Sa durée, son intensité et sa durée d'exposition sont prises en compte. Par rapport à cela, on distingue toute une classification qui est étudiée par la biologie. Les héliophytes ont besoin d'un habitat rempli de lumière - herbes des prés et des steppes, mauvaises herbes et plantes de la toundra. Les sciophytes ont besoin d'ombre, ils préfèrent vivre sous la canopée forestière - ce sont des herbes forestières. Les héliophytes facultatifs peuvent s'adapter à toutes les conditions : les arbres, les fraisiers et les géraniums appartiennent à cette classe. Pas moins facteur important est la température. Chaque organisme a une certaine plage confortable pour la vie. L'eau, la présence de produits chimiques dans le sol et même les incendies, tout cela concerne également la sphère abiotique.

Facteurs biotiques

Facteur anthropique

Les habitats aquatiques, aériens ou terrestres sont toujours associés aux activités humaines. Les gens changent intensément le monde qui les entoure, influençant grandement ses processus. Les facteurs anthropiques incluent tout impact sur les organismes, le paysage ou la biosphère. Elle peut être directe si elle vise les êtres vivants : par exemple, une chasse et une pêche inappropriées portent atteinte au nombre de certaines espèces. Une autre option est l’impact indirect, lorsqu’une personne modifie le paysage, le climat, les conditions de l’air et de l’eau et la structure du sol. Consciemment ou inconsciemment, l’homme détruit de nombreuses espèces animales ou végétales, tout en en cultivant d’autres. C'est ainsi qu'apparaît un nouvel environnement. Il existe également des impacts accidentels, tels que l’introduction soudaine d’organismes exotiques dans la cargaison, un mauvais drainage des marécages, la création de barrages et la propagation de ravageurs. Cependant, certaines créatures disparaissent sans aucune intervention humaine. Il est donc tout simplement injuste de blâmer les humains pour tous les problèmes environnementaux.

Des facteurs limitants

Toutes sortes d'influences exercées sur les organismes de tous côtés se manifestent dans divers degrés. Parfois, les substances clés sont celles qui sont nécessaires quantité minimum. C'est en conséquence qu'elle a été développée, qui part du principe que le maillon le plus faible de la chaîne des besoins du corps est son endurance dans son ensemble. Ainsi, si le sol contient tous les éléments sauf un nécessaire à la croissance, la récolte sera mauvaise. Si vous ajoutez seulement celui qui manque, en laissant tous les autres dans la même quantité, cela deviendra meilleur. Si vous ajoutez tout le reste sans corriger le défaut, aucun changement ne se produira. L’élément manquant dans une telle situation sera le facteur limitant. Cependant, il convient de considérer l'impact maximum. Elle est décrite par la loi de tolérance de Shelford, qui suggère qu'il n'existe qu'une certaine plage dans laquelle un facteur peut rester bénéfique pour l'organisme, mais qu'en excès, il devient nocif. Les conditions idéales sont appelées zone optimale et les écarts par rapport à la norme sont appelés oppression. Les maximums et minimums d'influences sont appelés points critiques, au-delà desquels l'existence d'un organisme est tout simplement impossible. Les degrés de tolérance à certaines conditions sont différents pour chaque être vivant et permettent de les classer en variétés plus ou moins rustiques.

Au sein de la biosphère, nous pouvons distinguer quatre habitats principaux. Il s'agit du milieu aquatique, du milieu aérien terrestre, du sol et du milieu constitué par les organismes vivants eux-mêmes.

Environnement aquatique

L'eau sert d'habitat à de nombreux organismes. De l'eau, ils obtiennent toutes les substances nécessaires à la vie : nourriture, eau, gaz. Ainsi, quelle que soit la diversité des organismes aquatiques, ils doivent tous être adaptés aux principales caractéristiques de la vie en milieu aquatique. Ces caractéristiques sont déterminées par des facteurs physiques et propriétés chimiques eau.

Les hydrobiontes (habitants du milieu aquatique) vivent aussi bien en eau douce que salée et sont répartis en \(3\) groupes selon leur habitat :

• plancton - organismes vivant à la surface des plans d'eau et se déplaçant passivement en raison du mouvement de l'eau ;
• necton - se déplaçant activement dans la colonne d'eau ;
• benthos - organismes qui vivent au fond des réservoirs ou s'enfouissent dans le limon.

De nombreuses petites plantes et animaux planent constamment dans la colonne d’eau, vivant en suspension. La capacité de s'envoler est fournie non seulement propriétés physiques l'eau, qui a une force de poussée, mais aussi appareils spéciaux les organismes eux-mêmes, par exemple, par de nombreuses excroissances et appendices, augmentant considérablement la surface de leur corps et augmentant ainsi la friction avec le fluide environnant.

La densité corporelle des animaux comme les méduses est très proche de celle de l’eau.

Cela les aide également à rester dans la colonne d’eau forme caractéristique corps ressemblant à un parachute.

Les nageurs actifs (poissons, dauphins, phoques, etc.) ont un corps fusiforme et des membres en forme de nageoires.

Leur mouvement dans le milieu aquatique est en outre facilité grâce à la structure particulière des enveloppes extérieures, qui sécrètent un lubrifiant spécial - le mucus, qui réduit la friction avec l'eau.

L'eau a une capacité calorifique très élevée, c'est-à-dire capacité à accumuler et à retenir la chaleur. Pour cette raison, il n'y a pas de fortes fluctuations de température dans l'eau, comme cela se produit souvent sur terre. Les eaux très profondes peuvent être très froides, mais grâce à la température constante, les animaux ont pu développer un certain nombre d'adaptations qui assurent la vie même dans ces conditions.

Les animaux peuvent vivre dans de vastes profondeurs océaniques. Les plantes ne survivent que dans la couche supérieure de l’eau, où pénètre l’énergie radiante nécessaire à la photosynthèse. Cette couche est appelée zone phototique .

Puisque la surface de l’eau reflète la majeure partie de la lumière, même dans les zones les plus transparentes. eaux océaniques l'épaisseur de la zone photique ne dépasse pas \(100\) m. Les animaux des grandes profondeurs se nourrissent soit d'organismes vivants, soit de restes d'animaux et de plantes qui tombent constamment de la couche supérieure.

Comme les organismes terrestres, les animaux et plantes aquatiques respirent et ont besoin d’oxygène. La quantité d'oxygène dissoute dans l'eau diminue avec l'augmentation de la température. De plus, l’oxygène se dissout moins bien dans l’eau de mer que dans l’eau douce. Pour cette raison, les eaux du large de la zone tropicale sont pauvres en organismes vivants. Et, à l’inverse, les eaux polaires sont riches en plancton – de petits crustacés dont se nourrissent les poissons et les grands cétacés.

La composition en sel de l’eau est très importante pour la vie. Les ions \(Ca2+\) revêtent une importance particulière pour les organismes. Les palourdes et les crustacés ont besoin de calcium pour construire leurs coquilles ou coquilles. La concentration de sels dans l'eau peut varier considérablement. L'eau est considérée comme fraîche si un litre contient moins de \(0,5\) g de sels dissous. Eau de mer Il se caractérise par une salinité constante et contient en moyenne \(35\) g de sels par litre.

Environnement aérien au sol

Le milieu aérien terrestre, maîtrisé au cours de l'évolution plus tard que le milieu aquatique, est plus complexe et plus diversifié, et il est habité par des organismes vivants plus hautement organisés.

Le facteur le plus important dans la vie des organismes vivant ici sont les propriétés et la composition des masses d'air qui les entourent. La densité de l'air est bien inférieure à la densité de l'eau, de sorte que les organismes terrestres possèdent des tissus de soutien très développés - le squelette interne et externe. Les formes de mouvement sont très diverses : courir, sauter, ramper, voler, etc. Les oiseaux et certains types d'insectes volent dans les airs. Les courants d’air transportent des graines de plantes, des spores et des micro-organismes.

Les masses d'air sont constamment en mouvement. La température de l'air peut changer très rapidement et sur de vastes zones, de sorte que les organismes vivant sur terre ont de nombreuses adaptations pour résister changements brusques températures ou les éviter.

Le plus remarquable d’entre eux est le développement du sang chaud, apparu précisément dans l’environnement aérien terrestre.
La composition chimique de l'air (\(78%\) azote, \(21%\) oxygène et \(0,03%\) dioxyde de carbone est importante pour la vie des plantes et des animaux. Le dioxyde de carbone, par exemple, est la matière première la plus importante pour la photosynthèse. L'azote de l'air est nécessaire à la synthèse des protéines et des acides nucléiques.

La quantité de vapeur d'eau dans l'air (humidité relative) détermine l'intensité des processus de transpiration des plantes et l'évaporation de la peau de certains animaux. Les organismes vivant dans des conditions de faible humidité possèdent de nombreuses adaptations qui empêchent De lourdes pertes eau. Par exemple, les plantes du désert ont un système racinaire puissant qui peut pomper de l’eau dans la plante depuis de grandes profondeurs. Les cactus stockent l’eau dans leurs tissus et l’utilisent avec parcimonie. Chez de nombreuses plantes, pour réduire l’évaporation, les limbes des feuilles sont transformés en épines. De nombreux animaux du désert hibernent pendant la période la plus chaude, qui peut durer plusieurs mois.

Le sol - c'est la couche supérieure du sol, transformée sous l'effet de l'activité vitale des êtres vivants. Il s'agit d'une composante importante et très complexe de la biosphère, étroitement liée à ses autres parties. La vie du sol est exceptionnellement riche. Certains organismes passent toute leur vie dans le sol, d’autres y passent une partie de leur vie. Entre les particules du sol se trouvent de nombreuses cavités qui peuvent être remplies d'eau ou d'air. Par conséquent, le sol est habité à la fois par des organismes aquatiques et aériens. Le sol joue un rôle énorme dans la vie végétale.

Les conditions de vie dans le sol sont largement déterminées par des facteurs climatiques, dont le plus important est la température. Cependant, à mesure que l'on s'enfonce dans le sol, les fluctuations de température deviennent de moins en moins perceptibles : les changements de température quotidiens s'estompent rapidement et, à mesure que la profondeur augmente, les changements de température saisonniers s'estompent également.

Même à faible profondeur, il y a obscurité totale. De plus, à mesure que l’on s’enfonce dans le sol, la teneur en oxygène diminue et la teneur en dioxyde de carbone augmente. Par conséquent, seulement bactéries anaérobies, tandis que dans couches supérieures En plus des bactéries, les sols contiennent en abondance des champignons, des protozoaires, vers ronds, les arthropodes et même des animaux relativement gros qui font des passages et construisent des abris, par exemple les taupes, les musaraignes, les rats-taupes.

L'environnement formé par les organismes vivants eux-mêmes

Il est évident que les conditions de vie à l'intérieur d'un autre organisme se caractérisent par une plus grande constance par rapport aux conditions de l'environnement extérieur.

Par conséquent, les organismes qui trouvent leur place dans le corps des plantes ou des animaux perdent souvent complètement les organes et systèmes nécessaires aux espèces vivant en liberté. Ils n’ont pas développé d’organes sensoriels ni d’organes de mouvement, mais ils développent des adaptations (souvent très sophistiquées) pour leur rétention dans le corps de l’hôte et leur reproduction efficace.

Sources:

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. La biologie. 9e année // Outarde
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. La biologie. Biologie générale(niveau de base) 10-11 année // Outarde

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