Что относится к условиям жизни на земле

Условия жизни на Земле. Среды жизни и экологические факторы

Глава 5

Закономерности взаимоотношений организмов и среды

Изучив главу, вы сможете характеризовать:

• особенности четырёх сред жизни на Земле;

• закономерности действия экологических факторов среды;

• природное сообщество (экосистему и биогеоценоз);

• биосферу как глобальную экосистему.

• выявлять существенные признаки экосистемы;

• оценивать роль круговорота веществ и превращения энергии в поддержании устойчивости экосистем;

• доказывать преимущество многообразия видов в природных экосистемах;

• сравнивать типы биотических связей в экосистеме;

• объяснять необходимость бережного отношения к природе.

Условия жизни на Земле. Среды жизни и экологические факторы

• какие функции в природе выполняют растения;

• какова биологическая роль в природе животных, грибов и бактерий.

Экологические факторы.Жизнь на Земле существует повсюду, кроме как в жерлах действующих вулканов. Всё, что окружает живой организм, называют его средой обитания. Изучением взаимодействия организмов с окружающей средой занимается наука экология (греч. oikos – «жилище», «местопребывание» и logos – «слово», «учение»).

Каждое живое существо тесно связано со своей средой обитания, испытывает её влияние и в свою очередь воздействует на неё. Все действия среды, влиянию которых подвергаются организмы, называют экологическими факторами. Их можно оценить и измерить.

Экологические факторы подразделяют на три группы: абиотические, биотические и антропогенные. Абиотические факторы имеют физико-химическую природу. Это свет, температура, влажность воздуха, количество и состав солей в воде, давление, ветер и т. д. Биотические факторы – все прямые и косвенные воздействия организмов друг на друга и среду обитания. Организмы живут в окружении других видов, испытывают влияние хищников, паразитов, конкурентов, взаимодействуют с представителями своего вида, вступая во множество положительных и отрицательных связей.

В современном мире практически вся живая природа испытывает сильнейшее влияние человеческой деятельности. Часто это влияние намного перекрывает действие природных факторов. Поэтому кроме абиотических и биотических отдельно выделяют и рассматривают антропогенные факторы. К ним относятся всевозможные формы воздействия человека на живые организмы и на условия их жизни. Такие воздействия могут специально предусматриваться человеком или выступать как непредвиденные и случайные.

Среды жизни. На Земле выделяют четыре основные среды жизни, различающиеся по свойствам и силе действия отдельных факторов: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную (тела других организмов).

В зависимости от того, в каких средах живут представители разных видов, они испытывают действие разных экологических факторов и вынуждены приспосабливаться к ним.

Водная среда – это Мировой океан, континентальные водоёмы и подземные воды. Разнообразием комплекса условий в разных водах объясняются свойства населяющих их организмов – гидробионтов (греч. hydor – «вода» и biontos – «живущий»).

Условия жизни в этой среде определяются химическими и физическими свойствами воды: её плотностью, большой теплоёмкостью, невысокой теплопроводностью, растворёнными солями и газами, сильным поглощением света. Температурные колебания в водной среде обычно невелики из-за невысокой теплопроводности воды, что облегчает жизнь её обитателей.

Одна из сложностей жизни в водоёмах – низкое содержание кислорода. В литре воды его растворяется не более 10 мл, т. е. содержится в 21 раз меньше, чем в воздухе. С повышением температуры и загрязнением воды содержание кислорода сильно падает, поэтому в водоёмах могут возникать заморы – массовая гибель рыб и беспозвоночных от удушья. Из-за сильного поглощения водой солнечных лучей фотосинтез у растений может происходить только в её верхних слоях. даже в самых чистых водах водоросли обычно не живут глубже 150 – 200 м, тогда как животные обитают и на самых больших глубинах, где вечный мрак.

Наземно-воздушная среда – самая сложная для жизни. Это среда контрастов: резких колебаний температур, смены погодных условий, неравномерного распределения света и влаги. Она отличается обилием воздуха, поэтому организмы, живущие здесь, называются аэробионтами (греч. aer – «воздух»).

Воздух имеет низкую плотность и плохо поддерживает тело, поэтому наземно-воздушную среду освоили только те группы организмов, которые выработали хорошую скелетную опору (высшие растения, позвоночные, насекомые). Зато эта среда отличается высоким содержанием кислорода и значительной освещённостью солнечным светом. Здесь имеются условия для интенсивного обмена веществ и развития богатой растительности. В наземно-воздушной среде возможно существование как влаго-, так и сухолюбивых видов, как холодо-, так и теплолюбивых, в зависимости от конкретных районов Земли. Значимыми экологическими факторами этой среды являются дожди, снежный покров, ветер, характер грунта и др., что создаёт большое разнообразие условий для живых организмов в разных районах земного шара.

Наземно-воздушная среда по своим физико-химическим условиям считается достаточно суровой по отношению ко всему живому. И всё же, несмотря на суровость условий, жизнь на суше достигла очень высокого уровня, как по общей массе органического вещества, так и по разнообразию проявления свойств живой материи.

Почвенная среда представляет собой рыхлый поверхностный слой литосферы, переработанный деятельностью живых существ и климатических факторов. Эта особая среда обитания пронизана порами, содержащими и влагу, и воздух. В неё постоянно поступают отмершая растительная масса, трупы мелких и крупных животных, всевозможные выделения живых организмов, что является богатым энергетическим источником для обитателей почвы. Поэтому почвенная среда населена множеством видов бактерий, грибов, водорослей, животных. Она пронизана также корнями растений. Почвенный воздух всегда насыщен водяными парами, так что обитателям почвы не грозит высыхание. С глубиной уменьшается размах колебаний температуры, летом в почве прохладнее, а зимой – теплее, чем на поверхности.

Виды, населяющие почвенную среду, называют эдафобионтами (греч. edaphos – «почва»).

Организменная среда – это сами живые организмы. Они используются другими видами и как место жизни, и как источник пищевых ресурсов. Организмы, населяющие живые существа, называют эндобионтами (греч. endos – «внутри»). Паразиты, осваивающие тело хозяина, живут в условиях неограниченного запаса пищи и защищены от факторов внешней среды. Однако они должны преодолевать защитные реакции хозяина. Кроме того, создаются большие трудности для перехода паразита от одного хозяина к другому, осуществляемого или через внешнюю среду, или через промежуточных хозяев.

Многие виды живут в других организмах не как паразиты, а как полезные сожители – симбионты. Например, ряд бактерий и одноклеточных простейших обитают в пищеварительном тракте травоядных животных, помогая им переваривать клетчатку и находя в хозяине источник пищи и защиту. Есть среди них и хищники, поедающие бактерий и инфузорий.

2. Почему наземно-воздушная среда характеризуется наибольшим разнообразием форм организмов?

3. Подумайте, к какой группе экологических факторов можно отнести пожар в лесу.

4. Понаблюдайте, как антропогенные факторы проявляются в жизни серой вороны.

Источник

*§ 50—1. Условия существования живых организмов в биосфере

Оглавление

Преамбула

Для существования жизни на Земле необходимы следующие ключевые условия: наличие источника световой энергии, определенная концентрация кислорода и углекислого газа, необходимый минимум минеральных веществ, достаточное количество жидкой воды, определенный интервал благоприятных температур, отсутствие загрязняющих веществ, которые по своим свойствам и концентрации превосходят допустимые для жизни уровни.

Значение и использование световой энергии

Источником энергии, необходимым для существования жизни на Земле, как вы уже знаете, является Солнце. Улавливание энергии Солнца происходит растениями, содержащими хлорофилл, в процессе фотосинтеза. В результате солнечная энергия преобразуется в энергию химических связей синтезированных органических веществ. В дальнейшем эта энергия используется для жизнедеятельности как самих растений, так и других организмов, использующих растения в качестве пищи.

Значение кислорода и углекислого газа

Кислород является побочным продуктом фотосинтеза. В настоящее время всеми зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами планеты продуцируется около 170 млрд т кислорода в год.

Из молекулярного кислорода под действием ультрафиолетовых лучей образуется озон (О₃), который на высоте 22—25 км формирует мощный экран. Озоновый экран способен задерживать основную массу ультрафиолетовых лучей, защищая организмы от их губительного действия.

Кислород играет значительную роль в обмене веществ для большинства живых организмов. Он участвует в процессе дыхания, в результате которого высвобождается энергия, необходимая для синтеза различных органических соединений, роста, развития и размножения организмов.

Дыхание является одним из основных процессов обмена веществ живого организма, в результате которого выделяется углекислый газ. Роль углекислого газа, как и кислорода, в биосфере также очень велика. Ежегодно растения поглощают из атмосферы около 250 млрд т этого газа. Он принимает участие в образовании живого органического вещества в процессе фотосинтеза.

Являясь парниковым газом, углекислый газ участвует в формировании климата на планете.

Значение минеральных веществ

Первичными источниками микроэлементов в основном являются горные породы, частично — атмосфера, воздух и почвенно-грунтовые воды. Соединения микроэлементов в породах и особенно в почвах отличаются разнообразием. Многие микроэлементы существенно влияют на процессы почвообразования и активно в них участвуют. Растения потребляют микроэлементы главным образом из почвы, в меньшей степени — из воздуха и воды. Оседающая атмосферная пыль также является источником микроэлементов, которые проникают в растения и животных непосредственно через эпидермис или эпителий. Микроэлементы важны для живых организмов: они участвуют в обменных процессах и воздействуют на развитие растений и животных. Живые организмы резко реагируют на недостаток или избыток микроэлементов. После гибели живых организмов при разложении отмершей органики происходит минерализация и в почвенном слое образуется необходимое количество минеральных веществ. Эти вещества могут участвовать в процессе почвообразования и вовлекаться растениями и микроорганизмами в круговорот веществ.

Значение и свойства воды

Немаловажным условием существования жизни является наличие на планете воды в жидком состоянии. В. И. Вернадский писал, что нет другого минерального вещества, которое могло бы оказать такое влияние на ход основных геологических процессов

Чистая вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Это единственное вещество, встречающееся на Земле в естественных условиях в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном.

При переходе из твердого состояния в жидкое, в отличие от других веществ, плотность воды вначале возрастает, а затем уменьшается. Увеличение ее плотности происходит в диапазоне температур от 0 до 4 о С. При 0 о С, когда вода замерзает, плотность льда скачкообразно снижается более чем на 9 %. Благодаря этому удивительному свойству при приближении зимы и охлаждении всей толщи воды в водоеме до 4 о С перемешивание ее слоев, вызываемое охлаждением, заканчивается. Поверхностный слой воды замерзает и остается на поверхности водоема в виде льда, защищая тем самым нижележащие слои от замерзания. Благодаря этим свойствам водоемы не промерзают до дна, что дает возможность сохранить разнообразные живые водные организмы.

Большое значение для обеспечения существования биосферы имеет и высокая теплоемкость воды. Мировой океан является крупнейшим накопителем и перераспределителем солнечной энергии, преобразованной в тепловую. Благодаря высокой теплоемкости воды при переходе от лета к зиме либо в ночное время вода медленно остывает, отдавая накопленную энергию. В утренние часы и при переходе от зимы к лету вода медленно прогревается. Так обеспечивается сглаживание амплитуды колебаний среднесуточной и среднегодовой температур, а также стабилизируются многие экологические факторы, такие как влажность воздуха и климат.

Для организмов вода также имеет существенное значение. В живых клетках ее содержание составляет от 60 до 98 %. Вода является средой, в которой происходят все биохимические реакции, необходимые для жизнедеятельности организма. Без воды невозможно образование растениями углеводов в процессе фотосинтеза. Вода осуществляет транспортную функцию и выводит из организма продукты распада сложных органических веществ. Она используется для поддержания температурного режима как у растений в ходе транспирации, так и у животных, выделяясь в виде пота. При испарении воды понижается температура поверхности живого организма. Водный обмен между средой и живым организмом состоит из двух противоположных процессов: первый — поступление воды в организм, второй — выделение ее в окружающую среду. Выведение воды из организма животных происходит с мочой, экскрементами и путем испарения.

Зачастую вода используется людьми крайне нерационально. Бережное отношение к воде — прямая обязанность каждого жителя Земли.

Значение температурных условий

Значение температуры в биосфере заключается в том, что она изменяет скорость протекания биохимических реакций в клетках живых организмов, что отражается на их росте, развитии, размножении, поведении и во многом определяет географическое распространение растений и животных. При выходе значений температуры за пределы выносливости организмов происходит их массовая гибель.

В. И. Вернадский определил биосферу как термодинамическую оболочку с температурой от –50 °С до +50 °С и давлением около 1 атм. Эти условия и определяют границы жизни для большинства организмов.

Распределение жизни в биосфере в зависимости от температурных условий отличается крайней неравномерностью. Она чрезвычайно обильна и разнообразна в экваториальных и тропических лесах, менее развита в пустынях, тундрах, глубинах океана и высоко в горах. Полностью лишены жизни в настоящий период лишь области обширных оледенений.

Это интересно. Крайние пределы температур, которые выносят некоторые формы жизни, — от абсолютного нуля (–273,15 °С) до +180 °С. Это крайние значения шкалы температурной толерантности земных организмов. Однако они способны выживать при таких температурах лишь в состоянии анабиоза или в виде спор.

Загрязняющие вещества и их значение

Негативные последствия на существование живых организмов оказывает воздействие загрязняющих веществ. В современных условиях таких веществ достаточно большое количество. Источниками загрязняющих веществ являются технологическое оборудование, машины, механизмы. К наиболее опасным загрязняющим веществам относятся канцерогенные вещества, воздействие которых на организм человека или животных повышает вероятность возникновения злокачественных опухолей (ионизирующее и ультрафиолетовое излучения, нитраты, нитриты, формальдегид, ароматические углеводороды). Для этих веществ не существует нижних пределов безопасности и любые их количества опасны для живых организмов. Чтобы сохранить видовое разнообразие живых организмов, необходимо знать предельно допустимые уровни содержания загрязняющих веществ, при которых возможна нормальная жизнедеятельность организмов.

Повторим главное. Жизнь обладает значительным запасом прочности и устойчивости к воздействию среды. Живые организмы могут существовать в широком диапазоне условий среды. Однако для существования жизни на Земле необходим ряд условий. Одним из них является наличие источника световой энергии. Не менее важными условиями являются наличие определенных концентраций кислорода и углекислого газа, нужного количества минеральных веществ, достаточного количества жидкой воды, определенного интервала благоприятных температур и отсутствие загрязняющих веществ, которые по своим свойствам и концентрации превосходят допустимые для жизни уровни.

Проверим знания

1. Перечислите ключевые условия, необходимые для существования жизни на Земле.
2. Почему для существования жизни на Земле необходима энергия Солнца?
3. Какую роль для поддержания жизни на Земле играет процесс фотосинтеза?
4. Для чего на Земле необходим процесс разложения органического вещества?
5. Какими свойствами, необходимыми для поддержания жизни, обладает вода?

1. Где в биосфере наблюдается наибольшая плотность живого вещества? Какие условия для этого нужны?
2. За счет чего формируется температурный режим, благоприятный для жизни на Земле?
3. Какие загрязняющие вещества характерны для вашего региона? Предложите меры для уменьшения количества этих веществ.

Источник

Условия жизни на планете Земля

Условия жизни на планете Земля

1. Факторы, которые обеспечивают существование жизни на Земле

Совокупность всех живых организмов образует живую оболочку Земли, или биосферу. Она охватывает верхнюю часть литосферы (твердую оболочку Земли), нижнюю часть атмосферы (газообразной оболочки) — тропосферу — и всю гидросферу (водную оболочку).

В биосфере протекает жизнедеятельность всех живых организмов, связанных с естественными процессами. Живые организмы — это гигантская сила, которая превращает внешний вид планеты. Зеленые растения сформировали современную атмосферу планеты и поддерживают постоянство ее состава. Растения соединяют нас с космосом, используя энергию Солнца в процессе фотосинтеза и запасая ее в виде химической энергии органических веществ. Из органических остатков при участии микроорганизмов образуется грунт. Каменный уголь, горючие газы, торф, нефть — все это образовано растениями и другими живыми организмами.

2. Факторы неживой природы и жизни

Всем живым организмам для процессов жизнедеятельности необходимая вода. Она может быть средой существования.

Большая часть живых организмов использует для дыхания кислород, а растения выделяют его в процессе фотосинтеза.

Растения будут утилизировать углекислый газ в ходе фотосинтеза.

Живые организмы нуждаются в минеральных веществах.

3. Цепи питания

Живые организмы связаны между собой цепями питания

(Продуценты органической вещества автотроф)

(Консументи 1 порядка гетеротрофы)

(Консументи II порядка гетеротрофы)

(Редуценты разрушители органических веществ до неорганических)

4. Жизнь в разных климатических условиях

Живые организмы приспособились к разным климатическим условиям. Некоторые бактерии живут даже в воде, которой охлаждают атомные реакторы. Приспособление растений является самым разнообразным. Растения засушливых регионов имеют длинный корень. Листья кактусов видоизменились в колючки, а в стебле они запасают воду. Растения умеренного климата сбрасывают на зиму листьев. Болотные растения имеют большие випаровуючи поверхности.

5. Среды существования

Живые организмы приспособились к разным средам существования.

Среды существования: Вода; Суша; Почва; Живые организмы.

Анализируя многообразие живых организмов нашей планеты и процессы жизнедеятельности биосферы, можно сделать такие выводы. Для развития жизни на нашей планете необходимые:

Роль воды в природе. Круговорот воды

Вся вода нашей планеты образует гидросферу — водную оболочку Земли. К ее составу принадлежат Мировой океан, водоемы суходола, ледники, подземные воды, водяная пара атмосферы. (Повторить три агрегатных состояния воды.)

2. Роль воды в живой природе.

Вода — среда существования водяных организмов (приспособление к водной среде существования у рыб: обтекаемая форма тела, пловцы, жаберное дыхание, чешуя, покрытая слизью).

Вода является компонентом состава всех живых организмов.

Биохимические реакции проходят в водной среде.

Вода сама вступает в химические реакции (например фотосинтез:

Углекислый газ + вода

Путем испарения воды из поверхности тела организм охлаждается (защита от перегрева).

У растений испарения способствует перемещению минеральных солей от корня к листьям.

3. Работа воды в неживой природе. Эрозия почв: образование оврагов.

Промывание в горах глубоких ущелий, образования подземных пещер.

В процессе разлития водоемов выносится ил, что улучшает плодородие почв.

Источник