Factorii ecologici sunt proprietățile habitatului care determină condițiile pentru metabolismul organismului și biogeocenoza (ecosistemul) în ansamblu. De exemplu, prezența dioxidului de carbon, accesul la oxigen, umiditatea și slăbiciunea solului și multe altele. Elementele indiferente ale mediului, cum ar fi gazele inerte , sunt factori de mediu, dar rolul lor este extrem de limitat.
Aproape toți factorii de mediu sunt caracterizați de o variabilitate semnificativă în timp și spațiu. De exemplu, temperaturile variază foarte mult pe suprafața pământului, dar sunt aproape constante în fundul oceanului sau în adâncurile peșterilor .
Același factor de mediu poate avea semnificații diferite în viața organismelor care conviețuiesc. De exemplu, regimul de sare al solului joacă un rol primordial în nutriția minerală a plantelor, dar este aproape indiferent față de majoritatea animalelor terestre . Intensitatea iluminării și compoziția spectrală a luminii sunt extrem de importante în viața organismelor fototrofe (majoritatea plantelor și bacteriilor fotosintetice ), iar în viața organismelor heterotrofe ( ciuperci , animale, o parte semnificativă a microorganismelor ), lumina nu are. un efect vizibil asupra metabolismului lor.
Factorii de mediu pot acționa ca iritanți provocând modificări adaptive în procesele fiziologice; ca constrângeri care fac imposibilă existența anumitor organisme în condiții date; ca modificatori care determină modificări morfo-anatomice şi fiziologice ale organismelor.
Organismele, cum ar fi biogeocenozele (ecosistemele), sunt în general mai adaptate la condițiile metabolice stabile. Ei sunt mai puțin afectați de factorii de mediu statici (neschimbători) și mai mult influențați de modurile lor - schimbări temporare succesive.În toate etapele dezvoltării sale, omul a fost strâns legat de lumea exterioară. Dar de la apariția unei societăți extrem de industrializate, intervenția umană periculoasă în natură a crescut dramatic, sfera acestei interferențe s-a extins, a devenit mai diversă și acum amenință să devină un pericol global pentru umanitate. Consumul de materii prime neregenerabile este în creștere, tot mai mult teren arabil este retras din economie, pe măsură ce se construiesc orașe și fabrici pe ele. Omul trebuie să intervină din ce în ce mai mult în economia biosferei - acea parte a planetei noastre în care există viață.
Tradus literal, termenul „biosferă” desemnează sfera vieții, iar în acest sens a fost introdus pentru prima dată în știință în 1875 de către geologul și paleontologul austriac Eduard Suess (1831 1914). Cu toate acestea, cu mult înainte de aceasta, sub alte nume, în special „spațiul vieții”, „imaginea naturii”, „cochilia vie a pământului”, etc., conținutul său a fost considerat de mulți alți naturaliști.
Inițial, toți acești termeni însemnau doar totalitatea organismelor vii care trăiesc pe planeta noastră, deși uneori era indicată legătura lor cu procesele geografice, geologice și cosmice, dar, în același timp, s-a acordat mai degrabă atenție dependenței naturii vii de forțe. și substanțe de natură anorganică. Nici chiar autorul termenului „biosferă”, E. Suess, în cartea sa „Fața Pământului“, publicată la aproape treizeci de ani de la introducerea termenului (1909), nu a observat efectul invers al biosferei și l-a definit ca „un set de organisme limitate în spațiu și timp și care locuiesc pe suprafața pământului”.
Primul biolog care a subliniat clar rolul enorm al organismelor vii în formarea scoarței terestre a fost J.B. Lamarck (1744 1829). El a subliniat că toate substanțele de pe suprafața globului și care formează crusta acestuia s-au format datorită activității organismelor vii.
Faptele și prevederile despre biosferă s-au acumulat treptat în legătură cu dezvoltarea botanicii, științei solului, geografiei plantelor și a altor științe predominant biologice, precum și a disciplinelor geologice. Acele elemente de cunoaștere care au devenit necesare pentru înțelegerea biosferei în ansamblu s-au dovedit a fi asociate cu apariția ecologiei, o știință care studiază relația dintre organisme și mediu. Biosfera este un anumit sistem natural, iar existența sa este exprimată în primul rând în circulația energiei și a substanțelor cu participarea organismelor vii.
Biosfera (în sensul modern) este un fel de înveliș al pământului, care conține totalitatea organismelor vii și acea parte a substanței planetei care este în continuu schimb cu aceste organisme.
Tot ceea ce trăiește, respiră, crește și mănâncă aparține biosferei (cu excepția unei persoane care s-a separat de lumea animală). Biosfera acoperă partea inferioară a atmosferei (până la 20 km), întreaga hidrosferă și partea superioară a litosferei (până la 2-3 km)
Factorul antropogen (antropic).
În 1912, savantul rus prof. G. F. Morozov în cartea sa „Doctrina pădurii” a definit impactul uman asupra naturii ca un factor de mediu separat și l-a împărțit în impact antropic direct, indirect și condiționat în funcție de natura impactului asupra mediului natural [Morozov, 1949] .
Factorii de mediu afectează organismul nu individual, ci în combinație, respectiv, orice reacție a organismului este condiționată multifactorial. În același timp, influența integrală a factorilor nu este egală cu suma influențelor factorilor individuali, deoarece între ei apar diferite tipuri de interacțiuni, care pot fi împărțite în patru tipuri principale:
Influența factorilor depinde și de natura și starea actuală a organismului, prin urmare aceștia au un efect inegal atât asupra diferitelor specii, cât și asupra unui organism în diferite stadii de ontogeneză : umiditatea scăzută este dăunătoare hidrofiților, dar inofensivă pentru xerofite; temperaturile scăzute sunt tolerate fără rău de către coniferele temperate mature , dar periculoase pentru plantele tinere.
Factorii se pot înlocui parțial: cu o scădere a iluminării, intensitatea fotosintezei nu se va schimba dacă crește concentrația de dioxid de carbon din aer, ceea ce se întâmplă de obicei în sere .
Rezultatul influenței factorilor depinde de durata și frecvența valorilor lor extreme de- a lungul vieții organismului și a descendenților săi: efectele pe termen scurt pot să nu aibă consecințe, în timp ce efectele pe termen lung prin mecanismul selecției naturale duce la schimbări calitative.
Organismele, în special cele care conduc un atașat, cum ar fi plantele, sau stilul de viață sedentar, se caracterizează prin plasticitate - capacitatea de a exista într-o gamă mai mult sau mai puțin largă de factori de mediu. Cu toate acestea, cu valori diferite ale factorului, organismul se comportă diferit.
În consecință, valoarea sa se distinge în care corpul va fi în cea mai confortabilă stare - crește rapid , se înmulțește și arată abilități competitive . Pe măsură ce valoarea factorului crește sau scade față de cea mai favorabilă, organismul începe să experimenteze depresie, care se manifestă prin slăbirea funcțiilor sale vitale și, la valori extreme ale factorului, poate duce la moarte .
Grafic, o reacție similară a organismului la o modificare a valorilor factorului este descrisă ca o curbă de activitate vitală (curbă ecologică), în analiza căreia se pot distinge unele puncte și zone :
Dincolo de limitele zonei de viață sunt valorile letale ale factorului la care organismul nu este capabil să existe.
Modificările care apar cu un organism în intervalul de plasticitate sunt întotdeauna fenotipice , în timp ce doar o măsură a modificărilor posibile este codificată în genotip - rata de reacție , care determină gradul de plasticitate a organismului.
Pe baza unei curbe individuale de activitate vitală, este posibil să o prezicăm pe cea specifică. Cu toate acestea, întrucât o specie este un sistem supraorganism complex format din multe populații așezate în habitate diferite cu condiții de mediu inegale, la evaluarea ecologiei sale, datele generalizate sunt utilizate nu pentru indivizi individuali, ci pentru populații întregi. Pe gradientul factorului, sunt trasate clase generalizate ale valorilor sale, reprezentând anumite tipuri de habitate, iar abundența sau frecvența de apariție a unei specii este cel mai adesea considerată reacții ecologice . În acest caz, nu se mai vorbește despre curba activității vitale, ci despre curba distribuției abundențelor sau a frecvențelor.