Среда обитания живых организмов

Физическая  сухость обычна место при атмосферных  засухах, в связи с резким сокращением  поступления воды из-за долгого отсутствия осадков.

В Приморье такие периоды характерны для  поздней весны и особенно сильно выражены на склонах южных экспозиций. Причем при одинаковом положении  в рельефе и прочих сходных  условиях произрастания, чем лучше  развит растительный покров, тем быстрее  наступает состояние физической сухости. Физиологическая сухость  – более сложное явление, оно  обусловлено неблагоприятными условиями  среды. Заключается в физиологической  недоступности воды при достаточном, и даже избыточном ее количестве в  почве. Как правило, физиологически недоступной становится вода при  низких температурах, высоких засоленности или кислотности почв, наличии  токсических веществ, недостатке кислорода. Одновременно недоступными становятся и растворимые в воде элементы питания: фосфор, сера, кальций, калий  и др. Из-за холодности почв, и обусловленными ею переувлажнением и высокой  кислотностью, физиологически недоступны корнесобственным растениям большие  запасы воды и минеральных солей  во многих экосистемах тундры и северо-таежных  лесов. Этим объясняется сильное  угнетение в них высших растений и широкое распространение лишайников и мхов, особенно сфагновых. Одним  из важных приспособлений к суровым  условиям в эдасфере является микоризное питание. Практически все деревья имеют связь с грибами-микоризообразователями. Каждому виду дерева соответствует свой микоризообразующий вид гриба. За счет микоризы увеличивается активная поверхность корневых систем, а выделения гриба корнями высших растений легко усваиваются.

Как сказал В.В. Докучаев "…Почвенные зоны являются и зонами естественноисторическими: тут очевидна теснейшая связь  климата, почвы, животных и растительных организмов…". Это хорошо видно  на примере почвенного покрова в  лесных районах на севере и юге  Дальнего Востока

Характерной особенностью почв Дальнего Востока, формирующихся  в условиях муссонного, т.е. очень  влажного климата, является сильное  вымывание элементов из элювиального горизонта. Но в северных и южных  районах региона этот процесс  неодинаков из-за разной теплообеспеченности местообитаний. Почвообразование на Крайнем Севере происходит в условиях короткого периода вегетации (не более 120 дней), и повсеместного распространения вечной мерзлоты. Недостаток тепла, часто сопровождается переувлажнением почв, низкой химической активностью выветривания почвообразующих пород и замедленным разложением органики. Жизнедеятельность почвенных микроорганизмов сильно угнетена, а усвоение питательных элементов корнями растений – заторможено. В результате северные ценозы отличаются низкой продуктивностью – запасы древесины в основных типах лиственничных редколесий не превышают 150 м2/га. При этом накопление отмершей органики превалирует над ее разложением, вследствие чего формируются мощные торфянистые и гумусовые горизонты, в профиле высоко содержание гумуса. Так, в северных лиственничниках мощность лесной подстилки достигает 10-12 см, а запасы недифференцированной массы в почве – до 53% от общего запаса биомассы насаждения. Одновременно идет вынос элементов за пределы профиля, а при близком залегании мерзлоты они аккумулируются в иллювиальном горизонте. В почвообразовании, как во всех холодных областях северного полушария, ведущий процесс – подзолообразовательный.  Зональными почвами на северном побережье Охотского моря являются Al-Fe-гумусовые подзолы, в континентальных районах – подбуры. Во всех районах Северо-Востока обычны торфяные почвы с многолетней мерзлотой в профиле. Для зональных почв характерна резкая дифференциация горизонтов по цвету. В южных районах климат имеет черты, сходные с климатом влажных субтропиков. Ведущими факторами почвообразования в Приморье на фоне высокой влажности воздуха служат временно-избыточное (пульсирующее) увлажнение и продолжительный (200 дн), очень теплый вегетационный период. Ими обусловливается ускорение делювиальных процессов (выветривание первичных минералов) и очень быстрое разложение отмершей органики на простые химические элементы. Последние не выносятся за пределы системы, а перехватываются растениями и почвенной фауной. В смешанных широколиственных лесах на юге Приморья за лето "перерабатывается" до 70% годичного опада, а мощность подстилки не превышает 1,5-3 см. Между горизонтами почвенного профиля зональных бурых почв границы выражены слабо. При достаточном количестве тепла главную роль в почвообразовании играет гидрологический режим. Все ландшафты Приморского края известный дальневосточный ученый-почвовед Г.И. Иванов разделил на ландшафты быстрого, слабо сдержанного и затрудненного водообмена. В ландшафтах быстрого водообмена ведущим является буроземообразовательный процесс. Почвы этих ландшафтов, они же и зональные – бурые лесные под хвойно-широколиственными и широколиственными лесами и буро-таежные – под хвойными, отличаются очень высокой продуктивностью. Так, запасы древостоев в чернопихтово-широколиственных лесах, занимающих нижние и средние частях северных склонов на слабоскелетных суглинках достигают 1000 м3/га. Бурые почвы отличаются слабо выраженной дифференциацией генетического профиля.

  В ландшафтах слабо сдержанного  водообмена буроземообразование сопровождается оподзоливанием. В профиле почв, помимо гумусового и иллювиального горизонтов, выделяется осветленный элювиальный и появляются признаки дифференциации профиля. Им присущи слабокислая реакция среды и высокое содержание гумуса в верхней части профиля. Продуктивность этих почв меньше - запасы древостоев на них снижаются до 500 м3/га.

В ландшафтах затрудненного водообмена из-за систематического сильного переувлажнения в почвах создаются анаэробные условия, развиваются процессы оглеения и оторфованности гумусового слоя, Для них наиболее типичны буро-таежные глеево-оподзоленные, торфянисто- и торфяно-глеевые почвы под пихтово-еловыми лесами, буро-таежные торфянистые и торфяно-оподзоленные – под лиственничниками. Из-за слабой аэрации снижаются биологическая активность, увеличивается мощность органогенных горизонтов. Профиль резко разграничен на гумусовый, элювиальный и иллювиальный горизонты. Поскольку каждому типу почв, каждой почвенной зоне свойственны свои особенности, то и организмы отличаются избирательностью по отношению к этим условиям. По облику растительного покрова можно судить о влажности, кислотности, теплообеспеченности, засоленности, составе материнской породы и прочих характеристиках почвенного покрова.

Не только флора и структура растительности, но и фауна, за исключением микро- и мезофауны, специфична для разных почв. Например, около 20 видов жуков – галофилы, обитают только в почвах с повышенной соленостью. Даже дождевые черви наибольшей численности достигают во влажных, теплых, с мощным органогенным слоем почвах.

Организм  как среда обитания

Между организмами  существуют не только трофические, но и топические связи. Результатом  их является создание одним организмом определенных экологических условий  для другого, или по выражению  В.К. Беклемишева "кондиционирование" среды. Под пологом леса формируется  свой микроклимат, благоприятный для  жизни многих животных и микроорганизмов. Здесь меньше амплитуда температурных колебаний, более высокая влажность, ослаблена сила ветра по сравнению с открытым пространством. На деревьях находится среда обитания для лиан (в лесах Южного Приморья) и эпифитных лишайников (высокогорные и северные районы Дальнего Востока), в дуплах и расщелинах стволов устраивают жилища птицы и змеи.

Для животных и растений, которые поселяются на или внутри другого организма, последний  является средой обитания или жизни. Взаимоотношения между ними называются симбиозом (symbiosis –совместная жизнь). Различают несколько форм симбиотических отношений, основные: комменсализм, паразитизм и мутуализм.

Комменсализм  – тесная связь между организмами, при которой хозяин не получает ни пользы, ни вреда. Пример – лишайники  на деревьях.

Паразитизм  – самая распространенная форма  симбиоза. Организм хозяина является стацией обитания, биотопом для организма-паразита. Паразитизм отличается от хищничества  тем, что пищей хищнику служат много жертв, а паразит живет  за счет одного или нескольких хозяев и редко убивает их сразу. Паразитизм – древний образ жизни. Внутриклеточные  паразиты обнаружены у простейших (бактерии, сине-зеленые водоросли) и одноклеточных  эукариотов (диатомовые, красные и  зеленые водоросли, амебы, радиолярии). А среди многоклеточных организмов нет ни одного, который не имел бы в своем теле (реже – на теле) паразитов. Чем сложнее строение организма  и его органов, тем более разнообразнее  условия, в которых могут проживать  его сожители (и тем они многочисленнее).

Английский  ученый А.Е. Шитли писал, что каждая птица – представляет собой настоящий летающий зоопарк. Перья служат пищей клещам-пухоедам, кожа – блохам, вшам, москитам. Во внутренних органах множество разных червей, в крови – бактерий. В свою очередь перечисленные паразиты тоже служат средой жизни для других, более мелких паразитов – это гиперпаразитизм. Автор сказки о Гулливере, Джонатан Свифт удачно отразил данное явление в высказывании:

Под микроскопом он открыл, что  на блохе,

Живет блоху кусающая блошка;

На блошке той – блошинка-крошка,

В блошинку же вонзает зуб сердито

Блошиночка… и так ad infinitum, т.е. без конца

Более половины всех видов на Земле  относятся к паразитам. Все паразиты делятся на две группы:

Эктопаразиты  – наружные паразиты, обитающие  на поверхности тела хозяина и  внедряющиеся в него органами питания, присосками (пиявки) или гаусториями (растения). Эктопаразиты животных: клещи, пиявки, блохи, клопы; эктопаразиты растений: повилики (Cuscuta), омела, Петров крест, и др.

Эндопаразиты  – паразиты, живущие внутри тела хозяина (гельминты, бактерии, вирусы, простейшие). У растений-эндопаразитов  только органы размножения выходят  наружу, как у видов рода Rafflesia, или гнездовки клобучковой – Neottianthe cucullata (сем. Орхидные), пучкоцвета трубкоцветкового (Phacellanthus tubiflorus) и вертляницы одноцветковой (Monotropa uniflora) в приморских лесах. То же самое наблюдается у дереворазрушающих грибов (трутовики, кожист. губки, опенок и др.)

Многие паразиты полностью утратили связь с внешним  миром, и вступают в отношения  с ним через своего хозяина. Каковы эти условия для хозяина, таковы они в итоге и для паразитирующих на нем организмов. Но между паразитом  и хозяином существуют сложные внутренние взаимоотношения. Реагируя на выделения  паразитов, организм хозяина вырабатывает защитные реакции – активный иммунитет. В крови вырабатываются белковые антитела, подавляющие жизнедеятельность  паразитов. Выработка их стимулируется  токсинами паразита и препятствует повторному заражению (гуморальный  иммунитет). Если организм здоров, то проникновение  в его организм патогенным организмам затруднено. Так, хвойные деревья  вырабатывают смолу, розоцветные –  камедь, затягивающую механические повреждения. Они заселяются стволовыми вредителями  и поражаются гнилями только в ослабленном состоянии. У многих особей в месте вторжения вредителей, образуются капсулы, изолирующие паразитов: галлы, разрастания побегов ("ведьмины метлы") – у растений, зооцицидии – у животных. В свою очередь на реакцию хозяина паразит вырабатывает свою защитную реакцию. Они стимулируют образование галл с камерой внутри – для защиты самих паразитов. Известны примеры выработки ферментов, облегчающих проникновение в тело хозяина и получение и него нужного вещества (безболезненные укусы кровососов и долгая несвертываемость крови после него)

Преимущества  паразитизма:

- у паразитов нет проблем  с поиском пищи; это дает им  возможность быстрого роста, достижения  больших размеров и высокого  потенциала размножения;

- организм хозяина служит надежной  защитой от неблагоприятных условий  среды; нет опасности высыхания,  изменения температурного, солевого  и осмотического режимов.

У всех паразитов  в процессе эволюции произошли анатомо-морфологические  и физиологические изменения, заключающиеся  в упрощении, вплоть до полной редукции отдельных органов. У ряда растений (заразиха, Петров крест, пучкоцвет, вертляница) редуцирован фотосинтетический аппарат и корни, листья представлены прозрачными чешуйками, а корни напоминают гифы грибов. У паразитов-животных редуцируются органы передвижения (крылья – у вшей), у живущих внутри кишечника и тканей (гельминтов) нет органов дыхания, зрения, конечностей, нет пигментации.

Примеры крайнего упрощения организации эндопаразитов

У ленточных  червей, живущих в кишечнике млекопитающих  и всасывающих пищу всей поверхностью, нет органов пищеварения. У саккулины  из ракообразных, паразитирующей на крабах, внутренние органы представлены мантией, половыми железами и неразвитой нервной  системы; тело саккулины состоит  из небольшого мешочка, тонкие выросты  которого пронизывают все тело и  органы краба. У раффлезии, растущей на корнях лианы циссус, из всех надземных органов только огромный цветок.

Различают стационарный паразитизм и временный. При стационарном паразитизме симбиоз между особями  длится долго, иногда всю жизнь. Паразиты могут быть постоянными, связанными с одним хозяином, и не переходят  на другие виды, и периодическими –  для прохождения полного цикла  развития им необходим и промежуточный  хозяин, в котором паразит проходит личиночную стадию (ленточные черви: свиной и бычий цепни, рыбы-сосальщики, иксодовые клещи – переносчики  вируса клещевого энцефалита). При  временном паразитизме паразиты лишь часть жизни связывают с  хозяином (комары, гнус, овода, постельные клопы). Выход из тела хозяина наружу чреват гибелью изнеженного, неприспособленного паразита. Но он необходим для размножения, и связанного с этим поиска нового хозяина. "Ячейки" размножения  – цисты, пережидают период нахождения вне тела хозяина за счет толстой  оболочки.

Паразитируют  не только растение на растении и животное на животном, но существует паразитизм и между растением и животным. Сосущие насекомые – все паразиты, вредители. Наносят большой ущерб  сельскому (тли, белокрылки, паутинный клещ и др.) и лесному (пилильщики, тли, побеговьюны) хозяйству.

Мутуализм –  взаимоотношения, когда получают выгоду оба живых организма, или вида, т.е., когда в популяции одного из двух вида особи растут и (или) выживают и (или) размножаются в присутствии  другого вида лучше, чем без него.

Виды получаемых преимуществ различны. Часто один из партнеров использует другого  в качестве пищевого ресурса, взамен обеспечивает ему защиту от врагов или благоприятные условия для  жизни (грибы-микоризообразователи и высшие растения). Вид, выигрывающий в пище, освобождает партнера от паразитов (рыбы-чистильщики), опыляет семена (клевер и шмели, пчелы и многие растения), или распространяет семена (птицы и ягодные растения, муравьи и джефферсония сомнительная, бурундуки и кедровый стланик, мелкие грызуны и аризема амурская, белка-летяга и орешки липы). В кишечнике очень большого количества животных, в том числе человека, содержится микрофлора, необходимая им для нормальной жизнедеятельности. При этом речь идет не об альтруизме между организмами, а о взаимной выгоде.

Экологические факторы

Элементы  окружающей среды, которые вызывают у живых организмов и их сообществ  приспособительные реакции (адаптации), называются экологическими факторами. По происхождению и характеру  действия экологические факторы  подразделяются на абиотические (элементы неорганической, или неживой, природы), биотические (формы воздействия  живых существ друг на друга) и  антропогенные (все формы деятельности человека, оказывающие влияние на живую природу).

Абиотические  факторы делят на физические, или  климатические (свет, температура воздуха  и воды, влажность воздуха и  почвы, ветер), эдафические, или почвенно-грунтовые (механический состав почв, их химические и физические свойства), топографические, или орографические (особенности рельефа местности), химические (соленость воды, газовый состав воды и воздуха, рН почвы и воды и др.).

Биотические факторы — разнообразные  формы влияния одних организмов на жизнедеятельность других. При  этом одни организмы могут служить  пищей для других (например, растения —для животных, жертва — для хищника), быть средой обитания (например, хозяин —для паразита), способствовать размножению  и расселению (например, птицы и  насекомые-опылители — для цветковых  растений), оказывать механические, химические и другие воздействия.

Антропогенные (антропические) факторы — это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.