Tutti i fattori ambientali che caratterizzano le condizioni ambientali sono divisi in due gruppi principali: fattori abiotici (includono clima e suolo) e fattori biotici (zoogenici e fitogenici). Insieme vengono combinati in un habitat animale o in una crescita vegetale.
Fattori ambientali
A seconda delle caratteristiche della loro influenza su animali e piante, sono divisi nei seguenti gruppi principali:
1) clima, comprese le caratteristiche della luce e del regime termico, il livello di umidità e la qualità dell'aria;
2) suolo-terreno, che caratterizzano la qualità del nutrimento ricevuto dalle piante in funzione del tipo di suolo, roccia madre e falda acquifera;
3) topografica, che agisce indirettamente, poiché il clima e la qualità del suolo dipendono dal rilievo dell'habitat degli organismi viventi;
4) biotico: fattori fitogenici, zoogeni e microgenici;
5) di origine antropica, compresi tutti i tipi di impatto umano sull'ambiente.
Vale la pena notare che tutti questi gruppi di fattori non agiscono individualmente, ma in combinazione tra loro. A causa di questo cambiamento negli indicatori, almeno uno di essi porterà asquilibrio in questo complesso. Ad esempio, un aumento della temperatura è associato ad un aumento dell'umidità dell'aria, la composizione gassosa dell'aria cambia, il suolo si asciuga, la fotosintesi aumenta, ecc. Tuttavia, gli organismi stessi sono in grado di influenzare queste condizioni ambientali.
Fattori biologici
Il biota è un componente vivente della cenosi, che include non solo piante e animali, ma anche microrganismi. Ognuno di questi organismi viventi esiste in una certa biocenosi e interagisce strettamente non solo con i suoi simili, ma anche con rappresentanti di altre specie. Tutti influenzano gli esseri viventi che li circondano, ma ricevono anche una risposta da loro. Tali interazioni possono essere negative, positive o neutre.
La totalità delle interazioni tra di loro e con la parte inanimata dell'ambiente è chiamata fattori ambientali biotici. Questi includono:
- I fattori fitogenici sono gli effetti che le piante hanno su se stesse, su altre piante e animali.
- I fattori zoogeni sono l'influenza esercitata dagli animali su se stessi, altri animali e piante.
L'influenza di alcuni fattori biotici a livello di ecosistema determina le caratteristiche della trasformazione di sostanze ed energie, ovvero la loro direzione, intensità e natura.
Fattori fitogenici
Le relazioni delle piante nelle comunità con il suggerimento dell'accademico V. N. Sukachev iniziarono a essere chiamate co-azioni. Vi ha identificato tre categorie:
1. Coazioni dirette (di contatto). In questo gruppo ha incluso il direttoinfluenza delle piante sugli organismi a contatto con esse. Questi includono gli effetti meccanici e fisiologici delle piante l'uno sull' altro. Un esempio di questo fattore fitogenico - l'interazione diretta tra le piante - è il danneggiamento delle cime delle chiome delle giovani conifere montandole con rami flessibili di legni duri vicini ravvicinati. O, ad esempio, lo stretto contatto degli apparati radicali di varie piante. Inoltre, i fattori ambientali fitogenici diretti includono competizione, epifitismo, parassitismo, saprofitismo e mutualismo.
2. Coazioni indirette di natura transabiotica. Il modo in cui le piante influenzano gli organismi che li circondano cambia le caratteristiche fisico-chimiche dei loro habitat. Molte piante sono edificanti. Hanno un impatto ambientale su altre piante. Un esempio di tale fattore biotico fitogenico è l'indebolimento dell'intensità della luce solare che penetra nella copertura vegetale, il che significa un cambiamento nel ritmo stagionale dell'illuminazione, della temperatura nella foresta e molto altro.
3. Coazioni indirette di natura transbiotica. Le piante influenzano l'ambiente indirettamente, attraverso altri organismi, come i batteri. È noto che speciali batteri noduli si depositano sulle radici della maggior parte dei legumi. Sono in grado di fissare l'azoto libero convertendolo in nitriti e nitrati, che, a loro volta, sono facilmente assorbiti dalle radici di quasi tutte le piante. Pertanto, le leguminose aumentano indirettamente la fertilità del suolo per altre piante, agendo tramite un intermediario -batteri noduli. Inoltre, come esempio di questo fattore ambientale fitogeno, si può citare il consumo da parte degli animali di piante di determinati gruppi, che porta a un cambiamento nel rapporto numerico delle specie. Come risultato dell'eliminazione della concorrenza, le piante non consumate iniziano a diventare più forti e ad avere un maggiore impatto sugli organismi vicini.
Esempi
La concorrenza è uno dei principali fattori nella formazione delle biocenosi. In essi sopravvivono solo gli individui, che si sono rivelati più adatti a determinate condizioni ambientali e sono riusciti a sviluppare gli organi coinvolti nella nutrizione prima di altri, hanno catturato una vasta area e si sono trovati in condizioni di illuminazione migliori. Nel corso della selezione naturale, gli individui indeboliti nel processo di competizione vengono distrutti.
Quando si forma una cenosi, molte caratteristiche dell'ambiente cambiano, a causa del dispendio di risorse materiali ed energetiche, nonché dell'emissione di prodotti di scarto di organismi sotto forma di composti chimici, foglie cadute e molto altro. Questo processo di influenza diretta o indiretta delle piante sui vicini a causa della saturazione con sostanze ambientali è chiamato allelopatia.
Anche nelle fito e nelle biocenosi è ampiamente riscontrata la simbiosi, manifestata nel rapporto reciprocamente vantaggioso delle piante legnose con i funghi. Tale fattore fitogenico è tipico di legumi, salici, polloni, faggi e altre piante legnose. Sulle loro radici compare la micorriza, che permette alle piante di ricevere i sali minerali del terreno disciolti in acqua, e i funghi, ina sua volta, accedi alla materia organica.
Vale anche la pena notare il ruolo dei microrganismi che decompongono i rifiuti, convertendoli in composti minerali e assimilano anche l'azoto dall'aria. Una vasta categoria di microrganismi (come funghi e batteri) parassita gli alberi che, con il loro massiccio sviluppo, possono causare danni irreparabili non solo alle piante stesse, ma anche alla biocenosi nel suo insieme.
Classificazione delle interazioni
1. Per soggetti. A seconda del numero di piante che influiscono sull'ambiente, nonché del numero di organismi soggetti a tale influenza, si distinguono:
- Interazioni individuali effettuate da una pianta per organismo vivente.
- Interazioni collettive, che includono la relazione di gruppi di piante tra loro o con singoli individui.
2. Per mezzo di influenza. A seconda del tipo di influenza diretta o indiretta esercitata dalle piante, i fattori ambientali fitogenici sono:
- Meccanico, quando le interazioni sono caratterizzate da un cambiamento nella posizione spaziale del corpo e sono accompagnate dal contatto o dalla pressione di varie parti della pianta sugli organismi vicini.
- Fisico, quando si parla dell'effetto dei deboli campi elettrici generati dalle piante sulla loro capacità di distribuire le soluzioni del suolo tra le piante vicine. Questo perché tra le piccole radici succhianti c'è una certa differenza di potenziali elettrici, che colpiscel'intensità del processo di assorbimento degli ioni dal suolo.
- Ecologici, che rappresentano i principali fattori fitogenici. Si manifestano nella trasformazione dell'intero ambiente sotto l'influenza delle piante o solo di una parte di esso. Ma allo stesso tempo non hanno un carattere specifico, questa influenza non differisce dall'influenza degli oggetti inanimati.
- Cenotico, caratteristico esclusivamente degli organismi viventi (piante e animali) caratterizzati da attività. Un esempio di fattore fitogenico è il consumo simultaneo da parte delle piante vicine di determinati nutrienti da una fonte e, in caso di loro carenza, è inclusa una certa distribuzione di composti chimici tra le piante.
- Chimico, chiamato anche allelopatia. Si manifestano nell'inibizione o stimolazione dei processi vitali di base da parte di sostanze chimiche rilasciate durante la vita delle piante (o quando muoiono). È importante sottolineare che non sono alimenti animali o vegetali.
- Informazioni biologiche, quando le informazioni genetiche vengono trasferite.
3. Con la partecipazione dell'ambiente. Secondo questa caratteristica, i fattori fitogenici si dividono in:
- Diretto, comprese tutte le interazioni meccaniche, come l'intreccio e la fusione delle radici.
- Topico, ridotto alla trasformazione o creazione da parte delle piante di qualsiasi elemento dell'ambiente (luce, nutrizione, calore, ecc.).
4. A seconda del ruolo dell'ambiente nell'ottenimento del nutrimento, ci sono:
- Trofico,consistente in un cambiamento, sotto l'influenza delle piante, della quantità o della composizione delle sostanze, del loro stato.
- Situazionale, che influenza indirettamente la qualità e la quantità del cibo ricevuto. Quindi, un esempio di fattore fitogenico è la capacità di alcune piante di modificare il pH del terreno, che influisce sull'assorbimento dei nutrienti da esso da parte di altri organismi.
5. Dalle conseguenze. A seconda di come l'attività vitale delle piante influenzerà le piante vicine, si distinguono:
- Concorrenza e restrizioni reciproche.
- Adattamento.
- Eliminazione, che è la forma più importante di interazione tra le piante durante i cambiamenti nelle loro comunità.
- Prevenzione, manifestata nella creazione da parte di una specie vegetale di fattori ambientali fitogenici sfavorevoli per lo sviluppo di altre specie allo stadio di germinazione dei semi o primordi, che porta alla morte delle piantine.
- Autolimitazione che si verifica nella fase di crescita intensiva degli organismi vegetali. Si tratta del trasferimento attivo di nutrienti minerali dalle forme inaccessibili a quelle disponibili, ma il loro consumo da parte delle piante è in ritardo rispetto a questo processo in termini di velocità. Questo porta a un ritardo o alla cessazione della loro crescita.
- Auto-favorevole, che è la capacità delle piante di cambiare l'ambiente da sole. Tali fattori fitogenici e le loro caratteristiche determinano lo stato di qualsiasi biotopo, come le pinete, nelle sinusie muschiose.
Vale la pena notare che lo stesso impatto, secondo varie caratteristiche di questa classificazione, può essere attribuito a tipologie differenti. Quindi, la concorrenzala conseguenza dell'interazione è anche trofica, topica, cenotica e individuale.
Concorso
Il concetto di competizione nelle scienze biologiche ha ricevuto attenzione per più di una dozzina di anni. La sua interpretazione era vaga o, al contrario, troppo restrittiva.
Oggi, la competizione è intesa come quelle interazioni in cui una quantità limitata di cibo viene distribuita in modo sproporzionato rispetto ai bisogni degli organismi interagenti. Come risultato delle interazioni dirette, i fattori fitogenici portano al fatto che le piante con grandi fabbisogni ricevono quantità di nutrimento maggiori rispetto a quanto accadrebbe con una distribuzione proporzionale. C'è concorrenza quando si utilizza la stessa fonte di alimentazione allo stesso tempo.
Conviene considerare il meccanismo delle relazioni competitive sull'esempio dell'interazione di tre alberi che si alimentano dalla stessa fonte. Le risorse dell'ambiente sono carenti delle sostanze di cui hanno bisogno. Dopo qualche tempo, la crescita di due di loro diminuisce (alberi oppressi), nel terzo aumenta a ritmi costanti (la pianta dominante). Ma questa situazione non tiene conto della possibilità delle stesse esigenze degli alberi vicini, che non porterebbero a differenze di crescita.
In re altà, le risorse ambientali sono instabili per i seguenti motivi:
- esplorazione dello spazio;
- Le condizioni climatiche stanno cambiando.
L'attività vitale di un albero può essere espressa dal rapporto di tre grandezze:
- bisogni - il massimo di sostanze ed energia che una pianta può assumere;
- il minimo richiesto perla sua vita;
- livello di nutrizione reale.
Con l'aumento delle dimensioni, il livello dei bisogni, almeno, aumenta prima dell'invecchiamento. L'effettivo livello di nutrizione ricevuto dagli alberi dipende da molti fattori, comprese le "relazioni sociali" nella cenosi. Gli alberi oppressi ricevono la quantità minima di nutrienti, motivo della loro eliminazione. Gli esemplari dominanti dipendono in misura minore dall'ambiente cenotico. E la crescita dipende dalle condizioni dell'ambiente abiotico.
Nel tempo, il numero di alberi per unità di superficie diminuisce e il rapporto tra le classi cenotiche cambia: aumenta la proporzione di alberi dominanti. Ciò si traduce in una foresta matura dominata da alberi dominanti.
Quindi, la competizione come fattore fitogenico di interazione diretta tra organismi può essere rappresentata come un processo di distribuzione disomogenea delle risorse, caratterizzato da una mancata corrispondenza dei bisogni, che porta alla divisione delle piante in diversi gruppi cenotici e alla morte degli oppressi.
La restrizione reciproca differisce dalla concorrenza nella distribuzione proporzionale delle risorse nutritive dell'ambiente. Sebbene molti ricercatori lo attribuiscano a uno dei tipi di competizione: simmetrico. Tale interazione si verifica tra individui con capacità competitive approssimativamente uguali della stessa specie o di specie diverse.
Aumento della concorrenza
La competizione tra le piante può avvenire solo se sono soddisfatte le seguenti condizioni:
- somiglianza qualitativa e quantitativabisogni;
- consumo condiviso di risorse da una fonte comune;
- carenza esistente di risorse ambientali.
Ovviamente, con un eccesso di risorse, i bisogni di ogni pianta sono pienamente soddisfatti, cosa che non vale per i fattori fitogenici. Tuttavia, nel caso opposto, e anche con l'alimentazione articolare, inizia la lotta per l'esistenza. Se le radici attive delle piante si trovano nello stesso strato di terreno e sono in contatto tra loro, è difficile giudicare la distribuzione uniforme dei nutrienti. Se le radici o le corone si trovano in strati diversi, la nutrizione non è considerata simultanea (è sequenziale), il che significa che non possiamo parlare di competizione.
Esempi di concorrenza tra piante
La competizione può arrivare per la luce, per i nutrienti del suolo e per gli insetti impollinatori. Può essere influenzato non solo dai nutrienti stessi, ma anche da molti fattori fitogenici. Un esempio è la formazione di fitti boschetti su terreni in cui c'è molta nutrizione minerale e umidità. La lotta principale in questo caso è per la luce. Ma su terreni poveri, di solito ogni pianta riceve la quantità necessaria di raggi ultravioletti e la lotta è per le risorse del suolo.
Il risultato della competizione intraspecifica è la distribuzione di alberi della stessa specie nelle classi di artigianato. In base alla loro potenza, le piante possono riferirsi a:
- I classe, se sono dominanti, hanno un tronco spesso e rami spessi dalla base del tronco, hanno una chioma allargata. Si divertonosufficiente afflusso di sole ed estrarre enormi quantità di acqua e sostanze nutritive dal terreno grazie a un apparato radicale sviluppato. Trovato singolarmente nella foresta.
- II classe, se sono anche dominanti, le più alte, ma con un diametro del tronco più piccolo e una chioma leggermente meno potente.
- III classe, se sono più piccole della classe precedente, ma hanno comunque la parte superiore aperta ai raggi del sole. Dominano anche nella foresta e, insieme alla classe II, formano la maggior parte degli alberi.
- Classe IV, se gli alberi sono sottili, piccoli, non ricevono la luce solare diretta.
- Classe V se gli alberi stanno morendo o sono già morti.
La competizione per gli impollinatori è importante anche per le piante, dove vince la specie che attira meglio gli insetti. Più nettare o dolcezza possono essere un vantaggio.
Interazioni adattive
Si manifestano nel fatto che i fattori fitogenici che trasformano l'ambiente rendono le sue proprietà accettabili per le piante accettatrici. Molto spesso, il cambiamento si verifica in modo insignificante e si manifestano pienamente solo quando la specie influente è un potente edificatore e deve essere presentato nell'intera gamma di sviluppo.
Una forma di contatto meccanico è l'uso da parte di un organismo di un' altra pianta come substrato. Questo fenomeno è chiamato epifitismo. Circa il 10% di tutti i tipi di organismi vegetali sono epifite. Il significato ecologico di questo fenomeno consiste in una sorta di adattamento al regime luminoso in condizioni di fitto tropicaleforeste: le epifite hanno l'opportunità di raggiungere i raggi luminosi senza costi di crescita significativi.
I contatti fisiologici di varie piante includono parassitismo e saprotrofismo, che si applicano anche ai fattori fitogenici. Non dimenticare il mutualismo, un esempio del quale è la simbiosi del micelio fungino e delle radici delle piante. Nonostante il fatto che i funghi ricevano carboidrati dalle piante, le loro ife aumentano di dieci volte la superficie assorbente della radice.
Moduli di connessione
Tutti i tipi di meccanismi di interazione sia positiva che negativa tra i diversi organismi viventi possono essere molto sottili e non ovvi. Relativamente di recente, un gruppo di scienziati ha studiato in dettaglio gli effetti delle piante sull'ambiente con l'aiuto dell'eliminazione a vita di sostanze organiche complesse che hanno una funzione protettiva nell'ambiente. Tali relazioni tra le piante sono chiamate allelopatiche. Influiscono in modo significativo sulle dimensioni dei bioprodotti ottenuti dalle piante (non solo coltivate, ma anche selvatiche) e determinano anche i modi migliori per ruotare le colture nelle piantagioni da giardino (ad esempio, un melo si sviluppa meglio dopo il ribes o i lamponi, le prugne sono meglio piantato in quei luoghi dove si coltivavano pere o pesche).
Le principali forme di connessione tra piante e animali nelle biocenosi, secondo V. N. Beklemishev, sono:
- Connessioni di attualità che sorgono a causa del fatto che uno o più organismi cambiano l'ambiente degli altri in una direzione favorevole. Ad esempio, i muschi di sfagno tendono ad acidificare la soluzione del terreno, creando condizioni favorevoli per la drosera e i mirtilli rossi nelle paludi.
- Connessioni trofiche, che consistono nel fatto che i rappresentanti di una specie utilizzano un individuo di un' altra specie, i suoi prodotti di scarto o gli avanzi come fonte di cibo. Grazie ai collegamenti trofici, le cicogne entrano nei cenosi delle zone umide e gli alci di solito si stabiliscono nelle foreste di pioppi.
- Legami di fabbrica che si verificano quando individui di alcune specie usano membri di altre specie per costruire i loro nidi o abitazioni. Ad esempio, gli alberi forniscono agli uccelli cavità o rami per costruire nidi.
