Корсак М.Н., Мошаров С.А. и др. Учебное пособие по экологии. Под ред. С.В.Белова (2006), страница 9

В истории химическихпревращений элементов с переменной валентностью эта функция играет важнуюроль. Организмы, обитающие в разных водоемах, в процессе своей жизнедеятельности и после гибели регулируют кислородный режим и тем самым создают условия, благоприятные для растворения или же осаждения ряда металлов с переменной валентностью (ванадий, марганец, железо). Многие хемосинтезирующиебактерии в процессе жизнедеятельности изменяют валентности различных химических элементов (хром, сера, водород, железо, марганец и др.) в окружающей ихсреде обитания.Четвертая функция - биохимическая.

Она связана с ростом, размножением иперемещением живых организмов в пространстве. Размножение приводит к быст-рому распространению живых организмов, «расползанию» живого вещества вразные географические области.Пятая функция - это биогеохимическая деятельность человечества, охватывающая все возрастающее число элементов, используемых для нужд промышленности, транспорта, сельского хозяйства. Данная функция занимает особое место в истории планеты Земля и заслуживает внимательного отношения и изучения. В обобщенном виде роль живого вещества в биосфере сформулирована В. И.Вернадским в виде концептуального экологического закона биогенной миграцииатомов, который гласит:«Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории».Таким образом, благодаря активности живого вещества многие химическиеэлементы находятся в постоянном биологическом круговороте, который связан сглобальным геологическим круговоротом веществ в биосфере.Отдельные живые организмы не только сами приспосабливаются к окружающей физико-химической среде, но и в ходе своей совместной жизнедеятельности в биосфере приспосабливают окружающую геохимическую среду к своимбиологическим потребностям.

Таким образом, сообщества организмов, а такжесреда их обитания функционируют и развиваются как единое целое. Тот факт, чтохимический состав атмосферы Земли почти постоянен и резко отличается от состава атмосферы любой другой планеты Солнечной системы, способствовал созданию гипотезы Геи, согласно которой живое вещество биосферы, особенно микроорганизмы, вместе с геохимической средой обитания образуют сложную саморегулирующуюся систему, поддерживающую на Земле условия, благоприятныедля существования жизни.Так, аммиак, выделяемый почвенными микроорганизмами в ходе их жизнедеятельности, поддерживает в почвах уровень кислотности (рН), благоприятныйдля жизнедеятельности почвенных организмов.

Без выделения аммиака почвен-ными бактериями в ходе разложения мертвого органического вещества кислотность почвы была бы слишком низкой и неблагоприятной для жизни.В табл. 3.1 приведены данные, позволяющие сравнить современный составатмосферы Земли, Марса и Венеры с гипотетической атмосферой на безжизненной Земле. Из этой таблицы видно, что одной из особенностей современной атмосферы Земли является высокий уровень концентрации кислорода, который постоянно поступает в атмосферу в результате процесса фотосинтеза растений.Вероятнее всего, что именно живые организмы, населяющие биосферу, играли основную роль в ходе регуляции геохимической среды, благоприятной дляразвития жизни в процессе исторического развития Земли. Следует иметь в виду,что в глобальном историческом масштабе процессы фотосинтеза органическоговещества и его распада (окисление до углекислого газа и воды) при дыхании живых организмов на Земле не были сбалансированы.Таблица 3.1Состав атмосферы и температурных условий на Марсе, Венере,Земле и гипотетической Земле без жизниПоказателиЗемля до появления жизниЗемляМарсВенерадвуокись углерода9598980,03азот2,71,91,979кислород0,13следыследы21-5347729013(4 млрд.

лет назад)Содержание газов ватмосфере, %:Температура поверхности, °СИсточник: Одум Ю. Указ. соч. С. 37.В течение 1 млрд. лет скорость образования (продукция) органического вещества на Земле превышала его распад, при этом небольшая часть созданного органического вещества не расходовалась на дыхание и не разлагалась, а сохранялась в геологических осадках. Полагают, что такое преобладание органическогосинтеза над дыханием и явилось основной причиной уменьшения содержания уг-лекислого газа в атмосфере и накопления в ней кислорода, концентрация которогов настоящее время весьма высока.

Все это сделало возможным существование иэволюцию высших форм жизни на Земле.Контрольные вопросы и задания1. Что входит в понятие биосферы согласно учению В.И. Вернадского?2. Назовите основные части биосферы. Каковы их основные параметры?3. Охарактеризуйте закон биогенной миграции атомов.4. Определите роль живых организмов в регуляции современной геохимической среды в биосфере Земли.4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫУсловия окружающей среды определяют границы существования живыхорганизмов в биосфере. Любой организм в среде своего обитания подвергаетсявоздействию самых разнообразных факторов: химических, физических, биотических и пр.Под экологическим фактором понимают любой элемент иди свойствосреды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы.В этом разделе рассмотрены общие закономерности действия экологических факторов на живые организмы.Для разных видов растений и животных условия, в которых они могут существовать, неодинаковы.

Например, некоторые предпочитают очень влажнуюпочву, другие - относительно сухую. Приспособление организмов к среде называется адаптацией. Способность к адаптации - одно из основных свойств живыхорганизмов, обеспечивающих самую возможность их существования, выживанияи размножения. Адаптации проявляются на разных уровнях организации живойматерии - от молекулярно-биохимического и клеточного до популяционновидового и биоценотического.

Все приспособления различных организмов к существованию в конкретных условиях среды обитания выработались в процессеэволюции. В результате для каждой биогеографической зоны сформировалисьспецифические комплексы растений и животных.Классификация экологических факторов:абиотические (факторы неживой природы, или физико-химические факторы) - комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.

К ним относятся химические, физические, климатические, атмосферные, почвенные (эдафические), геоморфологические, гидрологические, геофизические и другие параметры среды;• биотические (факторы живой природы) - влияние одних организмов илиих сообществ на другие;• антропогенные - факторы, обусловленные человеческой. деятельностью.Среди них выделяют антропогенные факторы прямого действия, например, изъ-ятие биомассы при добыче морепродуктов, охоте и вырубке лесов, изменениекормовых угодий, мелиорации,. осушение и пр.) и антропотехногенные или факторы косвенного влияния, вызванные процессами урбанизации территории и загрязнением среды обитания отходами промышленного производства.

Существуетклассификация экологических факторов по периодичности и направленности ихдействия, по степени адаптации к ним организмов:факторы, действующие строго периодически (смена времени суток, сезоновгода, приливно-отливные явления и пр.);факторы, действующие без строгой периодичности, но повторяющиеся время от времени (погодные явления, наводнения, ураганы, землетрясения т. п.);факторы направленного действия, которые обычно изменяются в одном направлении (потепление и похолодание климата, зарастание водоемов, заболачивание территорий и т.

п.);факторы неопределенного действия, например антропогенные факторы,действие которых изменяется в зависимости от их концентрации (химические)или интенсивности воздействия (физические). Из перечисленных факторов организмы легче всего адаптируются к действующим строго периодически или к факторам направленного действия. Наибольшие трудности для адаптации организмовпредставляют факторы неопределенного действия.Общие закономерности действия факторов среды на организмы.

Какими бы разными по природе ни были экологические факторы, результаты их воздействия сравнимы, поскольку они всегда выражаются в изменении интенсивности жизнедеятельности организмов, изменении скорости синтеза и распада органических веществ в организмах, что, в конечном счете, всегда приводит к изменению биомассы и численности организмов в популяции.Каждый экологический фактор имеет количественное значение. При определенном диапазоне значений экологического фактора создаются условия, к которым конкретный организм наиболее приспособлен, т.

е. активно растет, развивается и размножается. Эти условия называются оптимальными, а соответствующая им область на шкале значений фактора - зоной оптимума, или зоной нормальной жизнедеятельностью организма (рис. 4.1). Чем больше отличаются значения экологического фактора от оптимального уровня, тем сильнее угнетаетсяжизнедеятельность. Диапазон значений фактора, за границами которого нормальная жизнедеятельность организмов становится невозможной, называется пределами выносливости; при этом различают нижний и верхний пределы выносливости.

Между зоной оптимума и пределами выносливости (устойчивости) находятся зоны угнетения {пессимума), которые вызывают стрессовые состояния организма. При значении фактора, близком к пределам выносливости, организм может существовать лишь непродолжительное время. Диапазон значений факторов,находящихся за пределами выносливости, называется летальными зонами.Таким образом, для каждого вида растений или животных существуютоптимум, стрессовые зоны, пределы устойчивости или выносливости и летальные зоны для каждого экологического фактора среды.Зоны оптимума для различных видов неодинаковы. Организмы, выдерживающие большие вариации значений действующего фактора без существенныхизменений процессов жизнедеятельности, относятся к группе эврибионтов (отгреч.

eurys - широкий и греч. bion - элемент жизни), а организмы с узким пределом выносливости по отношению к этому же фактору называются стенобионтами (от греч. stenos узкий). Свойство организмов адаптироваться к тому или иномудиапазону зону факторов среды называется экологической пластичностью илиэкологической валентностью. Чем шире диапазон значении экологического фактора, в пределах которого данный организм может существовать, тем больше егоэкологическая пластичность.Например, у пресноводных организмов нормальная жизнедеятельность сохраняется при сравнительно низкой солености воды, а для большинства обитателей моря - при высокой концентрации Солей в окружающей водной среде.