Экологические факторы и их классификация

Тоталитари́зм) — политический режим, имеющий полный (тотальный) контроль государства над всеми аспектами жизни общества и человека (исп. Впервые в 1926 г.амендола для критики режима Б.Муссолини)

Тоталитаризм же во всех его вариантах и проявлениях — это как раз отрицание данного принципа суверенности государства, подмена государственных форм и необходимо связанных с ними правовых норм, процедур иными, экстраординарными, опирающимися на прямое насилие или угрозу его применения властными структурами, институтами, нормами. Свою неполноценность тоталитаризм как узурпация, подмена и извращение суверенной государственной власти компенсаторно прикрывает выхолощенными, по преимуществу вербальными конструкциями и формами, имитирующими государственно-правовой порядок. Но эта внешняя государственно-правовая атрибутика (все эти традиционные государственные названия властно-приказных учреждений юридические наименования произвольных принудительных актов) не меняет сути дела — принципиальной несовместимости тоталитаризма с началами права, с идеей и практикой государственного суверенитета.. И именно тоталитаризм является радикальным отрицанием прав и свобод личности, независимости и самостоятельности гражданского общества, которое в условиях тоталитаризма полностью политизируется и идеологизируется, лишается самостоятельности, разрушается и “поглощается” тоталитарной системой.

Экологические факторы и их классификация

 

Влияние среды на организмы обычно оценивают через отдель­ные факторы (лат. делающий, производящий). Под экологичес­кими факторами понимается любой элемент или условие среды, на которые организмы реагируют приспособительными реакция­ми, или адаптациями. За пределами приспособительных реакций лежат летальные (гибельные для организмов) значения факторов.

Классификация факторов:

Чаще всего факторы делят на три группы.

1. Факторы неживой природы (абиотические, или физико-хими­ческие). К ним относятся климатические, атмосферные, почвен­ные (эдафические), геоморфологические (орографические), гидро­логические и другие.

2. Факторы живой природы (биотические) - влияние одних орга­низмов или их сообществ на другие. Эти влияния могут быть со стороны растений (фитогенные), животных (зоогенные), микроор­ганизмов, грибов и т. п.

3. Факторы человеческой деятельности (антропогенные). В их чис­ле различают прямое влияние на организмы (например, промысел) и косвенное - влияние на местообитание (например, загрязнение среды, уничтожение кормовых угодий, строительство плотин на реках и т. п.).

Современные экологические проблемы и возрастающий интерес к экологии связан с действием антропогенных факторов.

Интересна классификация факторов по периодичности и направлен­ности действия, степени адаптации к ним организмов. В этом отноше­нии выделяют факторы, действующие строго периодически (сме­ны времени суток, сезонов года, приливно-отливные явления и т. п.), действующие без строгой периодичности, но повторяющиеся вре­мя от времени. Сюда относятся погодные явления, наводнения, урага­ны, землетрясения и т. п. Следующая группа - факторы направ­ленного действия, они обычно изменяются в одном направлении (потепление или похолодание климата, зарастание водоемов, забола­чивание территорий и т. п.). И последняя группа - факторы неопре­деленного действия. Сюда относятся антропогенные факторы, наи­более опасные для организмов и их сообществ.

Из перечисленных групп факторов организмы легче всего адап­тируются или адаптированы к тем, которые четко изменяются (строго периодические, направленные). Адаптационность к ним такова, что часто становится наследственно обусловленной. И если фактор меняет периодичность, то организм продолжает в течение некоторого времени сохранять адаптации к нему, т. е. действовать в ритме так называемых «биологических часов». Такое явление, в частности, имеет место при смене часовых поясов.

Некоторые трудности характерны для адаптации к нерегулярно-пе­риодическим факторам, но организмы нередко имеют механизмы пред­чувствия их возможности (землетрясения, ураганы, наводнения и т. п.) и в какой-то мере могут смягчать их отрицательные последствия.

Наибольшие трудности для адаптации представляют факторы, при­рода которых неопределенна, к ним организм, как правило, не готов, вид не встречался с такими явлениями и в процессе эволюции. Сюда, как отмечалось, относится группа антропогенных факторов. В этом их ос­новная специфика и антиэкологичность. Многие из этих факто­ров, кроме того, выступают как вредные. Их относят к группе ксенобиотиков (греч. ксенокс - чужой). К последним относятся практичес­ки все загрязняющие вещества. В числе быстроизменяющихся факто­ров большое беспокойство в настоящее время вызывают изменение климата, обусловливаемое так называемым «тепличным, или парнико­вым, эффектом», изменение водных экосистем в результате преобразо­вания рек, мелиорации и т. п. Только в отдельных случаях по отношению к таким факторам организмы могут использовать механизмы так на­зываемых преадаптаций, т. е. те адаптации, которые выработа­лись по отношению к другим факторам. Так, например, устойчи­вости растений к загрязнениям воздуха в какой-то мере способствуют те структуры, которые благоприятны для повышения засухоустойчиво­сти: плотные покровные ткани листьев, наличие на них воскового нале­та, опушенности, меньшее количество устьиц и другие структуры, за­медляющие процессы поглощения веществ, а следовательно, и отрав­ление организма. Это необходимо учитывать, в частности, при подборе ассортимента видов для выращивания в районах с высокой промыш­ленной нагрузкой, для озеленения городов, промплощадок и т.п.

 

К солнечному свету каждый из нас привык с самого детства – сложно найти что-то естественней и привычней. Солнечные лучи помогают нам просыпаться по утрам, но кроме этого оказывает и очень сильное и глубокое воздействие на организм. Если научиться правильно использовать солнечный свет, то он поможет не только рано пробуждаться, но и улучшить здоровье и внешний вид.

Влияние солнечного света на организм складывается из особенностей трёх основных излучений, которые дарит нам Солнце.

Видимое излучение – это семь цветов радуги, оно способно проникать через кожу на глубину до одного сантиметра. В основном видимый спектр солнечного излучения воздействует на организм через сетчатку глаза и в дальнейшем нервную систему. На это влияние надо обращать внимание при оформлении домашнего и рабочего интерьера. Жёлтый, зелёный и оранжевые цвета оказывают благоприятное воздействие на настроение человека. Синий и фиолетовые – отрицательное. Красный и оранжевый цвета – возбуждают деятельность головного мозга, зелёный и жёлтый – успокаивают, а синий тормозит нервно-психическую деятельность.

Ультрафиолетовое излучение среди компонентов солнечного света оказывает наибольшие воздействие на организм. Ультрафиолетовые лучи имеют наименьшую длину волны и поэтому обладают наибольшей энергией. Они проникают в ткани всего на один миллиметр, но при этом оказывают мощное воздействие (положительное или отрицательное - всё зависит от дозировки) как на поверхностные ткани, так и на внутренние органы. Под действием ультрафиолета происходит распад белковых молекул – фотолиз, при этом образуется огромное количество биологически активных веществ (гистамин, серотонин и так далее), которые вместе с кровью разносятся по всему организму, оказывая сложное воздействие на органы и системы человека.

Ультрафиолетовые лучи воздействуют и на ДНК – носитель наследственности. При умеренном облучении благодаря этому достигается хороший оздоровительный эффект, так как уничтожаются многие болезнетворные микроорганизмы. Напротив, если излучения излишне много - могут возникнуть раковые мутации клеток кожи. Под действием ультрафиолетового излучения в коже образуется витамин D.

Солнечные лучи обладают способностью нагревать наружные ткани человеческого организма – это происходит под действием инфракрасного излучения. Инфракрасные лучи проникают на 2–3 сантиметра в ткани и очень активно воздействуют на кровеносные сосуды, которые расширяются и усиливают кровообращение в коже и подкожно-жировой клетчатке. Благодаря этому активизируется окислительно-восстановительные процессы в этих тканях.

Вот такие сложные процессы происходят в организме (прежде всего в коже), когда мы просто нежимся на пляже под лучами солнца.

Надо помнить о том, что разные участки кожи очень по-разному реагируют на солнечный свет. Например, чувствительность кожи кистей и стоп в 4 раза ниже, чем кожи живота и поясничной области. К ультрафиолетовому излучению очень чувствительны дети до 5–7 лет.

Умеренное загорание активизирует работу иммунной системы, улучшает жировой обмен в организме. Под влиянием ультрафиолетовых лучей увеличивается кожное дыхание, активней работает кора надпочечников, усиливается снабжение миокарда (сердечная мышца) кислородом, повышается его сократительная способность.

 

Температура — важнейший из ограничивающих (лимити­рующих) факторов. Пределами толерантности для любого ви­да являются максимальная и минимальная летальные температуры, за пределами которых вид смертельно поражают жара или холод (рис. 2.3). Если не принимать во внимание некоторые уникальные исключения, все живые существа спо­собны жить при температуре между 0 и 50 °С, что обусловлено свойствами протоплазмы клеток.

В «оптимальном интервале» организ­мы чувствуют себя комфортно, активно размножаются и чис­ленность популяции растет. К граничным участкам темпера­турного предела жизни — «пониженной жизнедеятельности» — организмы чувствуют себя угнетенно. При дальнейшем похо­лодании в пределах «нижней границы стойкости» или увеличе­нии жары в пределах «верхней границы стойкости» организмы попадают в «зону смерти» и погибают.

 

Этим примером иллюстрируется общий закон биологи­ческой стойкости (по Ламотту), применимый к любому из важных лимитирующих факторов. Величина «оптимального ин­тервала» характеризует «величину» стойкости организмов, т. е. величину их толерантности к этому фактору, или «экологиче­скую валентность».

Адаптационные процессы у животных по отношению к температуре привели к появлению пойкилотермных и гомой-отермных животных. Подавляющее большинство животных являются пойкилотермными, т. е. температура их собствен­ного тела меняется с изменением температуры окружающей среды: земноводные, пресмыкающиеся, насекомые и др. Зна­чительно меньшая часть животных — гомойотермные, т. е. имеют постоянную температуру тела, независимую от температуры внешней среды: млекопитающие (в том числе и чело­век), имеющие температуру тела 36—37 °С, и птицы с темпе­ратурой тела 40 °С.

Активную жизнь при температуре ниже нуля могут вести только гомойотермные животные. Пойкилотермные хотя вы­держивают температуру значительно ниже нуля, но при этом теряют подвижность. Температура порядка 40 °С, т. е. даже ниже температуры свертывания белка, для большинства жи­вотных предельна.

Не меньшее значение температура играет в жизни расте­ний. При повышении температуры на 10 ° С интенсивность фо­тосинтеза увеличивается в два раза, но лишь до 30—35 °С, за­тем его интенсивность падает, и при 40—45 °С фотосинтез во­обще прекращается. При 50 °С большинство наземных расте­ний погибает, что связано с интенсификацией дыхания расте­ний при повышении температуры, а затем его прекращения при 50 °С.

Температура влияет и на ход корневого питания у расте­ний: этот процесс возможен лишь при условии, когда темпера­тура почвы на всасывающих участках на несколько градусов ниже температуры наземной части растения. Нарушение этого равновесия влечет за собой угнетение жизнедеятельности рас­тения и даже его гибель.

Известны морфологические приспособления растений к низким температурам, так называемые жизненные формы рас­тений, которые, например, можно выделить по положению почек возобновления растительных видов по отношению к по­верхности почвы и к защите, которую они получают от снеж­ного покрова, лесной подстилки, слоя почвы и т. п. Вот неко­торые из форм (по Раункеру): эпифиты — растут на других рас­тениях и не имеют корней в почве; фанерофиты (деревья, кус­тарники, лианы) — их почки остаются над поверхностью снега и нуждаются в защите покровными чешуйками; криптофиты, или геофиты, теряют всю видимую растительную массу и пря­чут свои почки в клубнях, луковицах или корневищах, скры­тых в почве; терофиты — однолетние растения, отмирающие с наступлением неблагоприятного сезона, выживают лишь их семена или споры.

Морфологические адаптации к климатическим условиям жизни, и прежде всего к температурным, наблюдаются также у животных. Жизненные формы животных одного вида, на­пример, могут сформироваться под воздействием низких тем­ператур, от -20 до -40 °С, при которых они вынуждены накап­ливать питательные вещества и увеличивать массу тела: из всех тигров самый крупный амурский тигр, живущий в наиболее северных и суровых условиях. Эта закономерность именуется правилом Бергмана: у теплокровных животных размер тела осо­бей в среднем больше у популяций, живущих в более холод­ных частях ареала распространения вида.

Но в жизни животных гораздо большее значение имеют физиологические адаптации, простейшей из которых явля­ется акклиматизация — физиологическое приспособление к пе­ренесению жары или холода. Например, борьба с перегревом путем увеличения испарения, борьба с охлаждением у пойки-лотермных животных путем частичного обезвоживания своего тела или накопления специальных веществ, понижающих точ­ку замерзания, у гомойотермных — за счет изменения обмена веществ.

Существуют и более радикальные формы защиты от холо­да — миграция в более теплые края (перелеты птиц; высоко­горные серны на зиму переходят на более низкие высоты, и др.), зимовка — впадение в спячку на зимний период (сурок, белка, бурый медведь, летучие мыши: они способны понижать температуру своего тела почти до нуля, замедляя метаболизм и, тем самым, трату питательных веществ).

Большинство животных зимой находится в неактивном со­стоянии, а насекомые — вообще в неподвижном, остановив­шись в своем развитии. Это явление называют диапаузой, и она может наступать на разных стадиях развития насекомых — яйца, личинки, куколки и даже на стадии взрослой особи (ба­бочки, например).

Но многие организмы умеренных широт в этот период ве­дут активный образ жизни (волки, олени, зайцы и др.), а неко­торые даже размножаются (королевские пингвины и др.).

Таким образом, температура, являясь важнейшим лими­тирующим фактором, оказывает весьма существенное влияние на адаптационные процессы в организмах и популяциях наземновоздушной среды.

 

БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и необходимые им для жизнедеятельности.В живых клетках обычно обнаруживаются следы почти всех химич. элементов, присутствующих вокружающей среде, однако для жизни необходимы ок. 20. Важнейшие Б. э.— кислород (составляет ок. 70%массы организмов), углерод (18%), водород (10%), азот, кальций, калий, фосфор, магний, сера, хлор,натрий. Эти, т. н. универсальные, Б. э. присутствуют в клетках всех видов организмов. Нек-рые Б. э. имеютважное значение только для определённых групп живых существ (напр., бор и др. Б. э. необходимы длярастений, ванадий для асцидий и т. п.). В. И. Вернадский считал, что все химич. элементы, постоянноприсутствующие в клетках и тканях организмов, вероятно, играют определённую физиол. роль. Такие Б. э.,как Н, С, N, О, Р, S, входят в состав органич. соединений клетки. Все углеводы и липиды содержат Н, С, О,белки, кроме того, содержат N и S, а нуклеиновые к-ты N и Р. Б. э. выполняют роль катализаторов в разл.реакциях организма, регулируют осмотич. процессы, являются составными частями буферных систем ирегуляторами проницаемости биол. мембран. Содержание тех или иных элементов в организме зависит нетолько от его особенностей, но и от состава среды, пищи (в частности, для растений — от концентрации ирастворимости солей в почвенной воде), экологич. особенностей организма и др. факторов. Различия в ходегеол. истории и почво-образоват. процессов в отд. областях Земли привели к формированиюбиогеохимических провинций областей на поверхности Земли, различающихся по содержанию химич.элементов. Резкая недостаточность или избыточность содержания к.-л. химич. элемента в среде вызывает впределах данной биогеохимич. провинции бногеохимич. эндемии — заболевания растений, животных ичеловека.

Наиболее важными факторами на суше являются свет, температура и вода (осадки), а в море — свет, температура и соленость. Эти физические условия существования могут быть лимитирующими и влияющими благоприятно. Все факторы среды зависят друг от друга и действуют согласованно. Из других лимитирующих факторов можно отметить атмосферные газы (углекислый газ, кислород) и биогенные соли. Формулируя «закон минимума», Либих и имел в виду лимитирующее воздействие жизненно важных химических элементов, присутствующих в среде в небольших и непостоянных количествах. Они называются микроэлементами и к ним относятся железо, медь, цинк, бор, кремний, молибден, хлор, ванадий, кобальт, йод, натрий. Многие микроэлементы подобно витаминам действуют как катализаторы. Фосфор, калий, кальций, сера, магний, требующиеся организмам в больших количествах, называются макроэлементами. Важным лимитирующим фактором в современных условиях является загрязнение природной среды. Главный лимитирующий фактор, по Ю. Одуму, - размеры и качество «ойкоса», или нашей «природной обители»,а не просто число калорий, которые можно выжать из земли. Ландшафт не только склад запасов, но и дом, в котором мы живем. «Следует стремиться к тому, чтобы сохранить, по меньшей мере, треть всей суши в качестве охраняемого открытого пространства. Это означает, что треть всей нашей среды обитания должны составлять национальные или местные парки, заповедники, зеленые зоны, участки дикой природы и т.п.». Территория, необходимая одному человеку, по разным оценкам колеблется от 1 до 5 га. Вторая из этих цифр превосходит площадь, которая приходится ныне на одного жителя Земли.

Плотность населения приближается к одному человеку на 2 га суши. Пригодны же для сельского хозяйства только 24% суши. Хотя с площади всего лишь 0,12 га можно получить достаточно калорий, чтобы поддержать существование одного человека, для полноценного питания с большим количеством мяса, фруктов и зелени необходимо около 0,6 га на человека. Кроме того, требуется еще около 0,4 га для производства разного рода волокна (бумаги, древесины, хлопка) и еще 0,2 га для дорог, аэропортов, зданий и т.п. Отсюда концепция «золотого миллиарда», в соответствии с которой оптимальным количеством населения является 1 млрд человек, и стало быть, уже сейчас около 5 млрд «лишних людей». Человек впервые за свою историю столкнулся с предельными, а не локальными ограничениями. Преодоление лимитирующих факторов требует огромных затрат вещества и энергии. Для удвоения урожая необходимо десятикратное увеличение количества удобрений, ядохимикатов и мощности (животных или машин). К лимитирующим факторам относится и численность популяции.