Czynniki fitogeniczne i ich cechy

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-13 04:14

Wszystkie czynniki środowiskowe charakteryzujące warunki środowiskowe dzielą się na dwie główne grupy - abiotyczne (obejmują one klimat i glebę) oraz biotyczne (zoogeniczne i fitogeniczne). Razem są połączone w siedlisko zwierząt lub wzrost roślin.

Czynniki środowiskowe

W zależności od charakterystyki ich wpływu na zwierzęta i rośliny dzieli się je na następujące główne grupy:

1) klimatyczne, w tym cechy reżimu świetlnego i termicznego, poziom wilgotności i jakość powietrza;

2) gleba-grunt, które charakteryzują jakość odżywiania otrzymywanego przez rośliny w zależności od rodzaju gleby, skały macierzystej i wód gruntowych;

3) topograficzne, działające pośrednio, ponieważ klimat i jakość gleby zależą od rzeźby siedliska organizmów żywych;

4) biotyczne: czynniki fitogeniczne, zoogeniczne i mikrogenowe;

5) antropogeniczny, w tym wszelkiego rodzaju wpływ człowieka na środowisko.

Warto zauważyć, że wszystkie te grupy czynników działają nie indywidualnie, ale w połączeniu ze sobą. Z powodu tej zmiany wskaźników co najmniej jeden z nich doprowadzi do:brak równowagi w tym kompleksie. Na przykład wzrost temperatury wiąże się ze wzrostem wilgotności powietrza, zmienia się skład gazowy powietrza, wysycha gleba, wzrasta fotosynteza itp. Jednak same organizmy są w stanie wpływać na te warunki środowiskowe.

Czynniki biotyczne

Biota to żywy składnik cenozy, obejmujący nie tylko rośliny i zwierzęta, ale także mikroorganizmy. Każdy z tych żywych organizmów istnieje w pewnej biocenozie i ściśle współdziała nie tylko z własnym gatunkiem, ale także z przedstawicielami innych gatunków. Wszystkie wpływają na otaczające ich żywe istoty, ale także otrzymują od nich odpowiedź. Takie interakcje mogą być negatywne, pozytywne lub neutralne.

Całość interakcji między sobą oraz z nieożywioną częścią środowiska nazywana jest biotycznymi czynnikami środowiskowymi. Należą do nich:

1. Czynniki fitogeniczne to wpływ, jaki rośliny wywierają na siebie, inne rośliny i zwierzęta.
2. Czynniki zoogeniczne to wpływ wywierany przez zwierzęta na siebie, inne zwierzęta i rośliny.

Wpływ pewnych czynników biotycznych na poziomie ekosystemu determinuje cechy przemian substancji i energii, a mianowicie ich kierunek, intensywność i charakter.

Czynniki fitogeniczne

Związki roślin w społecznościach z sugestią akademika V. N. Sukaczewa zaczęto nazywać ko-działaniami. Zidentyfikował w nich trzy kategorie:

1. Koakcje bezpośrednie (kontaktowe). Do tej grupy zaliczył bezpośredniewpływ roślin na organizmy z nimi mające kontakt. Obejmują one mechaniczne i fizjologiczne oddziaływanie roślin na siebie. Przykładem tego czynnika fitogenicznego – bezpośredniej interakcji między roślinami – jest uszkadzanie wierzchołków koron młodych drzew iglastych poprzez ubijanie ich elastycznymi gałęziami sąsiadujących ze sobą drzew liściastych. Lub na przykład bliski kontakt systemów korzeniowych różnych roślin. Ponadto bezpośrednie fitogeniczne czynniki środowiskowe obejmują konkurencję, epifityzm, pasożytnictwo, saprofityzm i mutualizm.

2. Współdziałania pośrednie o charakterze transabiotycznym. Sposób, w jaki rośliny wpływają na otaczające je organizmy, polega na zmianie właściwości fizykochemicznych ich siedlisk. Wiele roślin jest edytatorami. Mają wpływ na środowisko na inne rośliny. Przykładem takiego fitogenicznego czynnika biotycznego jest osłabienie natężenia światła słonecznego penetrującego szatę roślinną, co oznacza zmianę sezonowego rytmu oświetlenia, temperatury w lesie i wiele więcej.

3. Koakcje pośrednie o charakterze transbiotycznym. Rośliny wpływają na środowisko pośrednio, poprzez inne organizmy, np. bakterie. Wiadomo, że na korzeniach większości roślin strączkowych osadzają się specjalne bakterie brodawkowe. Są w stanie wiązać wolny azot, przekształcając go w azotyny i azotany, które z kolei są łatwo wchłaniane przez korzenie prawie każdej rośliny. Tak więc rośliny strączkowe pośrednio zwiększają żyzność gleby dla innych roślin, działając poprzez pośrednika -bakterie guzkowe. Również jako przykład tego fitogenicznego czynnika środowiskowego można wymienić spożywanie przez zwierzęta roślin określonych grup, co prowadzi do zmiany stosunku liczbowego gatunków. W wyniku eliminacji konkurencji niezjedzone rośliny zaczynają rosnąć w siłę i mają większy wpływ na sąsiednie organizmy.

Przykłady

Konkurencja jest jednym z głównych czynników powstawania biocenoz. Przeżywają w nich tylko osobniki, które okazały się lepiej przystosowane do określonych warunków środowiskowych i wcześniej niż inne zdołały rozwinąć organy zaangażowane w odżywianie, zajęły duży obszar i znalazły się w lepszych warunkach oświetleniowych. W toku doboru naturalnego osobniki osłabione w procesie konkurencji są niszczone.

Kiedy tworzy się cenoza, zmienia się wiele cech środowiska, spowodowanych wydatkowaniem zasobów materiałowych i energetycznych, a także emisją produktów odpadowych organizmów w postaci związków chemicznych, opadłych liści i wielu innych. Ten proces bezpośredniego lub pośredniego oddziaływania roślin na sąsiadów w wyniku nasycenia substancjami środowiskowymi nazywany jest allelopatią.

Również w fito- i biocenozach szeroko występuje symbioza, przejawiająca się we wzajemnym korzystnym związku roślin drzewiastych z grzybami. Taki czynnik fitogeniczny jest typowy dla roślin strączkowych, wierzb, odrostów, buka i innych roślin drzewiastych. Na ich korzeniach pojawia się mikoryza, która pozwala roślinom otrzymywać rozpuszczone w wodzie sole mineralne gleby, a grzyby wz kolei uzyskaj dostęp do materii organicznej.

Warto również zwrócić uwagę na rolę mikroorganizmów, które rozkładają ściółkę, przekształcając ją w związki mineralne, a także przyswajają azot z powietrza. Duża kategoria mikroorganizmów (takich jak grzyby i bakterie) pasożytuje na drzewach, które przy ich masowym rozwoju mogą wyrządzić nieodwracalne szkody nie tylko samym roślinom, ale także całej biocenozie.

Klasyfikacja interakcji

1. Według tematów. W zależności od liczby roślin oddziałujących na środowisko, a także liczby organizmów podlegających temu wpływowi, wyróżniają:

• Indywidualne interakcje przeprowadzane przez jedną roślinę na żywy organizm.
• Interakcje zbiorowe, które obejmują relacje grup roślin ze sobą lub z poszczególnymi osobami.

2. Za pomocą wpływu. W zależności od rodzaju bezpośredniego lub pośredniego wpływu wywieranego przez rośliny, fitogeniczne czynniki środowiskowe to:

• Mechaniczne, gdy interakcje charakteryzują się zmianą przestrzennego położenia ciała i towarzyszy im kontakt lub nacisk różnych części rośliny na sąsiednie organizmy.
• Fizyczne, kiedy mówimy o wpływie słabych pól elektrycznych generowanych przez rośliny na ich zdolność do rozprowadzania roztworów glebowych pomiędzy sąsiednimi roślinami. Dzieje się tak, ponieważ pomiędzy małymi korzeniami ssącymi istnieje pewna różnica potencjałów elektrycznych, co wpływa na:intensywność procesu wchłaniania jonów z gleby.
• Ekologiczny, reprezentujący główne czynniki fitogeniczne. Przejawiają się one w przekształceniu całego środowiska pod wpływem roślin lub tylko jego części. Ale jednocześnie nie mają one specyficznego charakteru, wpływ ten nie różni się od wpływu obiektów nieożywionych.
• Cenotyczny, charakterystyczny wyłącznie dla żywych organizmów (roślin i zwierząt) charakteryzujących się aktywnością. Przykładem czynnika fitogenicznego jest jednoczesne spożywanie przez sąsiednie rośliny określonych składników odżywczych z jednego źródła, a w przypadku ich niedoboru uwzględnia się pewien rozkład związków chemicznych między roślinami.
• Chemiczny, zwany także allelopatią. Przejawiają się one w hamowaniu lub pobudzaniu podstawowych procesów życiowych przez związki chemiczne uwalniane w trakcie życia roślin (lub gdy umierają). Co ważne, nie są to pokarmy pochodzenia zwierzęcego ani roślinnego.
• Informacje-biologiczne, gdy informacja genetyczna jest przekazywana.

3. Poprzez udział środowiska. Zgodnie z tą cechą czynniki fitogeniczne dzielą się na:

• Bezpośrednio, w tym wszystkie interakcje mechaniczne, takie jak przeplot i łączenie korzeni.
• Aktualne, sprowadzone do przekształcania lub tworzenia przez rośliny dowolnych elementów środowiska (światło, odżywianie, ciepło itp.).

4. Zgodnie z rolą środowiska w pozyskiwaniu pożywienia, istnieją:

• Troficzny,polegająca na zmianie pod wpływem roślin ilości lub składu substancji, ich stanu.
• Sytuacyjne, które pośrednio wpływają na jakość i ilość otrzymywanej żywności. Tak więc przykładem czynnika fitogenicznego jest zdolność niektórych roślin do zmiany pH gleby, co wpływa na wchłanianie z niej składników odżywczych przez inne organizmy.

5. Przez konsekwencje. W zależności od tego, jak żywotna aktywność roślin wpłynie na sąsiednie rośliny, rozróżniają:

• Konkurencja i wzajemne ograniczenia.
• Adaptacja.
• Eliminacja, która jest najważniejszą formą interakcji między roślinami podczas zmian w ich społecznościach.
• Profilaktyka, przejawiająca się tworzeniem przez jedną roślinę gatunków niekorzystnych fitogenicznych czynników środowiskowych dla rozwoju innych gatunków na etapie kiełkowania nasion lub zawiązków, co prowadzi do śmierci siewek.
• Samoograniczenie występujące w fazie intensywnego wzrostu organizmów roślinnych. Sprowadza się to do aktywnego przenoszenia składników mineralnych z form niedostępnych do dostępnych, ale ich zużycie przez rośliny nie nadąża za tym procesem. Prowadzi to do opóźnienia lub zaprzestania ich wzrostu.
• Samolubienie, czyli zdolność roślin do zmiany środowiska dla siebie. Takie czynniki fitogeniczne i ich właściwości determinują stan każdego biotopu, np. drzewostanów sosnowych, w synuzjach mchowych.

Warto zauważyć, że ten sam wpływ, zgodnie z różnymi cechami tej klasyfikacji, można przypisać różnym typom. Tak więc konkurencjakonsekwencją interakcji jest również troficzna, miejscowa, koenotyczna i indywidualna.

Konkurs

Koncepcja współzawodnictwa w naukach biologicznych cieszy się zainteresowaniem od kilkunastu lat. Jego interpretacja była niejasna lub wręcz przeciwnie zbyt wąska.

Dziś konkurencja jest rozumiana jako takie interakcje, w których ograniczona ilość żywności jest dystrybuowana nieproporcjonalnie do potrzeb organizmów wchodzących w interakcje. W wyniku bezpośrednich interakcji czynniki fitogeniczne prowadzą do tego, że rośliny o dużych wymaganiach otrzymują większe ilości pożywienia niż miałoby to miejsce w przypadku dystrybucji proporcjonalnej. Istnieje konkurencja podczas korzystania z tego samego źródła zasilania w tym samym czasie.

Wygodnie jest rozważyć mechanizm relacji konkurencyjnych na przykładzie interakcji trzech drzew żerujących z tego samego źródła. W zasobach środowiska brakuje potrzebnych im substancji. Po pewnym czasie wzrost dwóch z nich maleje (drzewa uciśnione), u trzeciego rośnie ze stałym tempem (roślina dominująca). Ale ta sytuacja nie uwzględnia możliwości takich samych potrzeb sąsiednich drzew, co nie prowadziłoby do różnicy we wzroście.

W rzeczywistości zasoby środowiska są niestabilne z następujących powodów:

• odkrywanie przestrzeni;
• warunki klimatyczne się zmieniają.

Aktywność życiową drzewa można całkiem wyrazić stosunkiem trzech wielkości:

• potrzeby - maksymalna ilość substancji i energii, jaką może przyjąć roślina;
• minimalne wymagane dlajego życie;
• rzeczywisty poziom odżywienia.

Wraz ze wzrostem rozmiaru, poziom potrzeb rośnie przynajmniej przed starzeniem się. Faktyczny poziom odżywienia otrzymywanego przez drzewa zależy od wielu czynników, w tym od „stosunków społecznych” w cenozie. Uciskane drzewa otrzymują minimalną ilość składników pokarmowych, co jest powodem ich eliminacji. Dominujące okazy w mniejszym stopniu zależą od otoczenia koenotycznego. A wzrost zależy od warunków środowiska abiotycznego.

Z biegiem czasu zmniejsza się liczba drzew na jednostkę powierzchni i zmienia się stosunek klas koenotycznych: wzrasta udział drzew dominujących. Skutkuje to dojrzałym lasem zdominowanym przez drzewa dominujące.

Zatem konkurencja jako fitogeniczny czynnik bezpośredniej interakcji między organizmami może być reprezentowana jako proces nierównomiernej dystrybucji zasobów, charakteryzujący się niedopasowaniem potrzeb, co prowadzi do podziału roślin na różne grupy cenotyczne i do śmierć uciśnionych.

Wzajemne ograniczanie różni się od konkurencji proporcjonalnym rozkładem zasobów składników odżywczych w środowisku. Chociaż wielu badaczy przypisuje to jednemu z rodzajów konkurencji - symetrycznej. Taka interakcja zachodzi między osobnikami o w przybliżeniu równych zdolnościach konkurencyjnych tego samego lub różnych gatunków.

Wzrost konkurencji

Konkurencja między roślinami może wystąpić tylko wtedy, gdy spełnione są następujące warunki:

• podobieństwo jakościowe i ilościowepotrzeby;
• współdzielone zużycie zasobów ze wspólnego źródła;
• istniejący niedobór zasobów środowiska.

Oczywiście, przy nadmiarze zasobów, potrzeby każdej rośliny są w pełni zaspokojone, co nie dotyczy czynników fitogenicznych. Jednak w przeciwnym przypadku, a nawet przy odżywianiu stawów, zaczyna się walka o byt. Jeśli aktywne korzenie roślin znajdują się w tej samej warstwie gleby i stykają się ze sobą, trudno jest ocenić równomierny rozkład składników odżywczych. Jeśli korzenie lub korony znajdują się w różnych warstwach, to odżywianie nie jest uważane za jednoczesne (jest sekwencyjne), co oznacza, że nie możemy mówić o konkurencji.

Przykłady konkurencji między roślinami

Konkurencja może przyjść o światło, składniki odżywcze gleby i owady zapylające. Mogą na nią wpływać nie tylko same składniki odżywcze, ale także wiele czynników fitogenicznych. Przykładem jest powstawanie gęstych zarośli na glebach, w których występuje dużo składników mineralnych i wilgoci. Główna walka w tym przypadku toczy się o światło. Ale na słabych glebach zwykle każda roślina otrzymuje niezbędną ilość promieni ultrafioletowych, a walka toczy się o zasoby gleby.

Wynikiem konkurencji wewnątrzgatunkowej jest podział drzew tego samego gatunku na klasy Craft. Zgodnie z ich mocą, rośliny mogą odnosić się do:

• I klasa, jeśli są dominujące, mają gruby pień i grube gałęzie od nasady pnia, mają rozłożystą koronę. Oni dobrze się bawiąwystarczający dopływ słońca i wydobywanie ogromnych ilości wody i składników odżywczych z gleby dzięki rozwiniętemu systemowi korzeniowemu. Znaleziono pojedynczo w lesie.
• II klasa, jeśli są również dominujące, najwyższa, ale o mniejszej średnicy pnia i nieco słabszej koronie.
• III klasa, jeśli są mniejsze niż poprzednia klasa, ale nadal mają blat otwarty na promienie słoneczne. Dominują również w lesie i wraz z klasą II tworzą większość drzew.
• IV klasa, jeśli drzewa są cienkie, małe, nie otrzymują bezpośredniego światła słonecznego.
• V klasa, jeśli drzewa umierają lub są już martwe.

Konkurencja o owady zapylające jest również ważna dla roślin, gdzie wygrywa gatunek, który najlepiej przyciąga owady. Więcej nektaru lub słodyczy może być zaletą.

Interakcje adaptacyjne

Objawiają się one tym, że czynniki fitogeniczne przekształcające środowisko sprawiają, że jego właściwości są akceptowalne dla roślin akceptorowych. Najczęściej zmiany są nieznaczne, a w pełni manifestują się tylko wtedy, gdy wpływowy gatunek jest potężnym edifikatorem i musi być przedstawiony w pełnym zakresie rozwoju.

Jedną z form kontaktu mechanicznego jest użycie przez jeden organizm innej rośliny jako podłoża. Zjawisko to nazywa się epifityzmem. Około 10% wszystkich rodzajów organizmów roślinnych to epifity. Ekologiczne znaczenie tego zjawiska polega na swoistej adaptacji do reżimu świetlnego w warunkach gęstego tropikulasy: epifity mają możliwość dostania się do promieni świetlnych bez znacznych kosztów wzrostu.

Kontakty fizjologiczne różnych roślin obejmują pasożytnictwo i saprotrofizm, co dotyczy również czynników fitogenicznych. Nie zapominajmy o mutualizmie, którego przykładem jest symbioza grzybni i korzeni roślin. Pomimo tego, że grzyby otrzymują węglowodany z roślin, ich strzępki zwiększają dziesięciokrotnie powierzchnię chłonną korzenia.

Formularze połączeń

Wszelkiego rodzaju mechanizmy pozytywnych i negatywnych interakcji między samymi różnymi organizmami żywymi mogą być bardzo subtelne i nieoczywiste. Stosunkowo niedawno grupa naukowców szczegółowo zbadała wpływ roślin na środowisko za pomocą dożywotniej eliminacji do środowiska złożonych substancji organicznych, które pełnią funkcję ochronną. Takie relacje między roślinami nazywane są allelopatycznymi. Wpływają znacząco na wielkość otrzymywanych bioproduktów roślin (nie tylko uprawnych, ale także dzikich), a także określają najlepsze sposoby płodozmianu w nasadzeniach ogrodowych (np. jabłoń lepiej rozwija się po porzeczkach czy malinach, śliwki są najlepiej sadzić w miejscach, w których rosły gruszki lub brzoskwinie).

Główne formy powiązań między roślinami i zwierzętami w biocenozach, według V. N. Beklemisheva, to:

• Powiązania tematyczne, które powstają w wyniku tego, że jeden lub więcej organizmów zmienia środowisko innych w korzystnym kierunku. Na przykład mchy torfowce mają tendencję do zakwaszania roztworu glebowego, co stwarza korzystne warunki dla rosiczki i żurawiny na bagnach.
• Powiązania troficzne, które polegają na tym, że przedstawiciele jednego gatunku wykorzystują osobnika innego gatunku, jego odpady lub resztki jako źródło pożywienia. Dzięki powiązaniom troficznym bociany wkraczają w cenozy podmokłe, a łosie zwykle osiedlają się w lasach osikowych.
• Więzy fabryczne, które występują, gdy osobniki niektórych gatunków wykorzystują przedstawicieli innych gatunków do budowy gniazd lub domostw. Na przykład drzewa zapewniają ptakom dziuple lub gałęzie do budowania gniazd.