6. Взаємодія чинників. Оптимальна зона і межі витривалості організмів стосовно якого-небудь чинника середовища можуть зміщуватися залежно від того, з якою силою і в якому поєднанні діють одночасно інші чинники. Ця закономірність отримала назву взаємодії чинників. Наприклад, спеку легше витримувати в сухому, а не у вологому повітрі. Таким чином, один і той же чинник у поєднанні з іншими має неоднакову екологічну дію. Навпаки, один екологічний результат може бути отриманий різними шляхами. Наприклад, в'янення рослин можна припинити як збільшенням кількості вологи в ґрунті, так і зниженням температури повітря, що зменшує випаровування. Створюється ефект часткового взаємозаміщення чинників.
Разом з тим взаємна компенсація дії чинників середовища має певні межі, і повністю замінити один із них іншим не можна. Повна відсутність води або хоча б одного з основних елементів мінерального живлення робить життя рослини неможливим, незважаючи на найсприятливіші поєднання інших умов.
Якщо хоча б один з екологічних чинників наближається або виходить за межі критичних величин, то, попри оптимальне поєднання решти умов, особинам загрожує загибель. Чинники, що істотно відхиляються від оптимуму, набувають першорядного значення в житті виду або окремих його представників у кожний конкретний відрізок часу.
Лімітуючий чинник (умова) — це будь-який чинник (умова), Що наближається до межі толерантності або перевищує її.
Толерантність екологічна — здатність організму переносити відхилення екологічних чинників від оптимальних для себе; область стійкого існування виду та/або реалізація якої-небудь його функції стосовно конкретного чинника середовища або їх поєднання.
Стійкість виду — здатність виду зберігати функціонування в межах природного коливання його параметрів.
Гомеостаз — стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи (організму, виду), що підтримується регулярним відновленням її основних структур, речовинно-енергетичного складу і постійною функціональною саморегуляцією її компонентів.
Саморегуляція — властивість системи в процесі функціонування зберігати на певному рівні типовий стан, режими, характеристики зв'язків між її компонентами.
Компоненти природної системи — основні її складові, тісно пов'язані між собою; при зміні одного з компонентів змінюються інші й виникають "ланцюгові реакції".
Обмежуючі чинники середовища визначають географічний ареал виду. Природа цих чинників може бути різною. Так, просування виду на північ може лімітуватися нестачею тепла, в аридні райони — нестачею вологи або дуже високими температурами. Чинником, що обмежує розповсюдження, можуть бути і біотичні відносини, наприклад, зайняття території сильнішим конкурентом або нестача обпилювачів для рослин.
Закон Лібіха (закон мінімуму) — "речовиною, присутньою в мінімумі, управляється врожай" і закон В. Шелфорда (закон толерантності) — "будь-який організм має верхні й нижні межі стійкості (толерантності) до будь-якого екологічного чинника" — є фундаментальними основоположними законами екології. Будь-яким організмам властива специфічна організація. В результаті вони мають певну форму і розміри (фенотип), залежні від взаємодії генотипу і середовища існування.
Організми не "розкидані" випадково в просторі. Вони "зібрані" в популяції, а популяції — в угруповання, або біоценози. Останні разом з абіотичними чинниками формують екологічні системи, або біогеоценози, які є елементарними одиницями біосфери.
Життя цілісне і водночас дискретне. Органічний світ цілісний, оскільки існування одних організмів залежить від інших, і водночас дискретний, складається з окремих організмів.
Обмін речовин — це сукупність хімічних процесів, які протікають у клітинах і забезпечують зв'язок організмів з навколишнім середовищем, що є умовою підтримання їх життя.
Обмін речовин і енергії в клітинах веде до відновлення (заміни) зруйнованих структур, зростання і розвитку організму. Оскільки організми є відкритими системами, через які проходять безперервні потоки речовин і енергії, це приводить до самовідновлення на всіх рівнях організації живого, кінцевим результатом якого є ріст і розвиток організмів.
Завдяки роздратованості організми врівноважуються з середовищем. Вибірково реагуючи на чинники середовища (таксиси, рефлекси і т. ін.), організми "уточнюють" свої відносини з ним, унаслідок чого виникає єдність середовища і організму.
В.І. Вернадський підкреслював, що жива речовина — найактивніша форма матерії у Всесвіті. Вона здійснює гігантську геохімічну роботу в біосфері, повністю перетворивши верхні оболонки Землі за час свого існування.
Розрізняють ряд рівнів організації живого, а саме: молекулярний, клітинний, тканинний, органний, організмовий, популяційний, видовий, біоценотичний (екосистемний), глобальний (біосферний).
3. Поняття екосистеми. Зв'язку організмів в екосистемах.
Екосистемою в екології позначають обіиирну функціональну єдність. Єдність, — тому що кругообіг замкнутий, а найобширнішу, — тому що вона включає і організм, і абіотичне середовище, причому кожний з компонентів впливає на особливості іншого і кожний необхідний для підтримання злагодженого процесу життя.
Кожна екосистема характеризується сукупністю властивостей і структурою. З погляду вивчення проблем стійкого функціонування екосистем інтерес становлять такі основні властивості, як здатність до утворення живої речовини з компонентів неживої природи, здатність здійснювати кругообіг речовин в екосистемі, видова різноманітність, здатність підтримувати її нормальне функціонування в умовах середовища існування та ін., що змінюється. Найважливішою з погляду організації екосистем є їх видова структура.
Біохімічні процеси, що здійснюються в організмах, є складними, організованими в цикли ланцюгами реакцій. На відтворення їх у неживій природі були б потрібні величезні енергетичні затрати. В живих організмах ці процеси протікають за допомогою білкових каталізаторів-ферментів, що підвищують енергію активації молекул на декілька порядків. Оскільки матеріали і енергію для обмінних реакцій живі істоти черпають у навколишньому середовищі, вони перетворюють середовище вже тільки тим, що живуть.
4.Види взаємозв'язків організмів.
Між організмами і середовищем, живою і неживою природою існує єдність, яка полягає в тому, що організми залежать від середовища, а середовище змінюється завдяки життєдіяльності організмів протягом усього історичного розвитку життя. Наслідком життєдіяльності організмів є виникнення атмосфери з вільним киснем і ґрунтового покриву Землі, утворення в минулі епохи вугілля, торфу, нафти і т. ін.
Сумарний хімічний склад живих організмів багато в чому відрізняється від складу атмосфери і літосфери. Він ближчий до хімічного складу гідросфери за абсолютним переважанням атомів водню і кисню, але, на відміну від гідросфери, в організмах відносно велика частка вуглецю, кальцію і азоту. Жива речовина в основному складається з елементів, що є водними і повітряними мігрантами, тобто створюють газоподібні й розчинні сполуки. Заслуговує на увагу та обставина, що 99,9 % маси живих організмів припадає на ті 14 елементів, які переважають і в земній корі, становлячи в ній 98,9 %, хоч і в інших співвідношеннях. Таким чином, життя — це хімічна похідна земної кори. В організмах знайдено майже всі елементи таблиці Менделєєва, тобто вони характеризуються тією ж хімічною структурою, що і нежива природа.
Оскільки матеріали і енергію для обмінних реакцій живі істоти черпають у навколишньому середовищі, вони перетворюють середовище вже тільки тим, що живуть. За характером середовища існування співтовариств живих організмів природні екосистеми поділяють на наземні і водні, серед останніх іноді виокремлюють прісноводні і морські екосистеми. Основні екологічні властивості екосистем істотно залежать від відмінності умов існування (географічних, гідрографних, кліматичних, ґрунтових та ін.). Тому названі види природних екосистем поділяються у свою чергу на різні типи екосистем. У класі наземних екосистем виокремлюють тундрові, тайгові, степові та ін., а прісноводні екосистеми поділяють на озерні, річкові, болотні і т. ін.
5.Склад і функціональна структура екосистеми. Харчові ланцюги.
Екосистема — складний об'єкт, при вивченні якого використовують методи системного аналізу. Класифікація таких складних систем має проводитися за різними підставами, або ознаками поділу на класи. За просторовим масштабом виокремлюють екосистеми різного рангу: мікроекосистеми, мезоекосистеми, макроекосистеми і глобальну екосистему. Найменший ранг мають мікроекосистеми, прикладами яких є маленьке водоймище, труп тварини з організмами, що його населяють, або стовбур дерева, що впало, у стадії біологічного розкладання, домашній акваріум і навіть калюжка або крапля води, поки в них присутні живі організми, здатні здійснювати кругообіг речовин. Екосистеми проміжного рангу називають мезоекосистемами (ліс, ставок, річка і т. ін.). Макроекосистеми мають великий просторовий масштаб і пов'язані з великими географічними об'єктами, що становлять за розмірами значну частину земної поверхні (наприклад, океан, континент тощо). Найбільший ранг має глобальна екосистема, еквівалентна біосфері Землі в цілому. Таким чином, більші екосистеми включають екосистеми меншого рангу.
За характером середовища існування співтовариств живих організмів природні екосистеми поділяють на наземні і водні, серед останніх іноді виокремлюють прісноводні і морські екосистеми. Основні екологічні властивості екосистем істотно залежать від відмінності умов існування (географічних, гідрографних, кліматичних, ґрунтових та ін.). Тому названі види природних екосистем поділяються у свою чергу на різні типи екосистем. У класі наземних екосистем виокремлюють тундрові, тайгові, степові та ін., а прісноводні екосистеми поділяють на озерні, річкові, болотні і т. ін. Трофічний ланцюг {харчовий ланцюг, ланцюг живлення) — це взаємовідносини між організмами, через які в екосистемі відбувається трансформація речовини й енергії; групи особин, пов'язані одна з одною відносинами "їжа — споживач" (тобто ланцюг, у якому кожна попередня ланка є їжею для наступного).