Všechny faktory prostředí charakterizující podmínky prostředí se dělí do dvou hlavních skupin – abiotické (zahrnují klimatické a půdní) a biotické faktory (zoogenní a fytogenní). Společně jsou spojeny do zvířecího prostředí nebo rostlinného růstu.
Faktory životního prostředí
V závislosti na vlastnostech jejich vlivu na zvířata a rostliny se dělí do následujících hlavních skupin:
1) klimatické, včetně vlastností světelného a tepelného režimu, úrovně vlhkosti a kvality vzduchu;
2) půda-zem, které charakterizují kvalitu výživy přijímané rostlinami v závislosti na typu půdy, matečné hornině a podzemní vodě;
3) topografické, působí nepřímo, protože klima a kvalita půdy závisí na reliéfu přirozeného prostředí živých organismů;
4) biotické: fytogenní, zoogenní a mikrogenní faktory;
5) antropogenní, včetně všech typů lidského vlivu na životní prostředí.
Za zmínku stojí, že všechny tyto skupiny faktorů nepůsobí jednotlivě, ale ve vzájemné kombinaci. Kvůli této změně ukazatelů povede alespoň jeden z nich knerovnováha v tomto komplexu. Zvýšení teploty je například spojeno se zvýšením vlhkosti vzduchu, mění se plynné složení vzduchu, vysychá půda, zvyšuje se fotosyntéza atd. Organismy samy však dokážou tyto podmínky prostředí ovlivnit.
Biotické faktory
Biota je živá složka cenózy, která zahrnuje nejen rostliny a zvířata, ale také mikroorganismy. Každý z těchto živých organismů existuje v určité biocenóze a úzce interaguje nejen se svým vlastním druhem, ale také se zástupci jiných druhů. Všechny ovlivňují živé bytosti kolem sebe, ale také od nich dostávají odezvu. Takové interakce mohou být negativní, pozitivní nebo neutrální.
Souhrn interakcí mezi sebou as neživou částí prostředí se nazývá biotické faktory prostředí. Patří mezi ně:
- Fytogenní faktory jsou účinky, které mají rostliny na sebe, ostatní rostliny a zvířata.
- Zoogenní faktory jsou vliv zvířat na ně samotné, na ostatní zvířata a rostliny.
Vliv určitých biotických faktorů na úrovni ekosystému určuje rysy přeměny látek a energií, konkrétně jejich směr, intenzitu a povahu.
Fytogenní faktory
Vztahům rostlin v komunitách se na návrh akademika V. N. Sukačeva začalo říkat spolupůsobení. Identifikoval v nich tři kategorie:
1. Přímé (kontaktní) součinnosti. Do této skupiny zařadil přímévliv rostlin na organismy, které jsou s nimi v kontaktu. Patří mezi ně mechanické a fyziologické účinky rostlin na sebe. Příkladem tohoto fytogenního faktoru - přímé interakce mezi rostlinami - je poškození vrcholů korun mladých jehličnatých stromů jejich bičováním pružnými větvemi těsně vedle sebe umístěných sousedních tvrdých dřevin. Nebo například úzký kontakt kořenových systémů různých rostlin. Mezi přímé fytogenní faktory prostředí patří také konkurence, epifytismus, parazitismus, saprofytismus a mutualismus.
2. Nepřímé spolupůsobení transabiotického charakteru. Způsob, jakým rostliny ovlivňují organismy kolem sebe, spočívá ve změně fyzikálně-chemických charakteristik jejich stanovišť. Mnohé rostliny jsou edifikátory. Mají environmentální dopad na ostatní rostliny. Příkladem takového fytogenního biotického faktoru je oslabení intenzity slunečního záření pronikajícího vegetačním krytem, což znamená změnu sezónního rytmu osvětlení, teploty v lese a mnoho dalšího.
3. Nepřímé interakce transbiotické povahy. Rostliny ovlivňují životní prostředí nepřímo, prostřednictvím jiných organismů, jako jsou bakterie. Je známo, že na kořenech většiny luštěnin se usazují speciální uzlinové bakterie. Jsou schopny fixovat volný dusík jeho přeměnou na dusitany a dusičnany, které jsou zase snadno absorbovány kořeny téměř každé rostliny. Luštěniny tedy nepřímo zvyšují úrodnost půdy pro jiné rostliny, a to prostřednictvím prostředníka -nodulové bakterie. Jako příklad tohoto fytogenního environmentálního faktoru lze také uvést požírání rostlin určitých skupin zvířaty, což vede ke změně početního poměru druhů. V důsledku eliminace konkurence začnou nenažrané rostliny sílit a mají větší dopad na okolní organismy.
Příklady
Konkurence je jedním z hlavních faktorů při vytváření biocenóz. Přežívají v nich pouze jedinci, kteří se ukázali být více přizpůsobeni určitým podmínkám prostředí a dokázali vyvinout orgány zapojené do výživy dříve než ostatní, zachytili velkou plochu a ocitli se v lepších světelných podmínkách. V průběhu přirozeného výběru jsou jedinci oslabení v procesu soutěže zničeni.
Při vzniku cenózy se mění mnoho charakteristik prostředí, což je způsobeno spotřebou materiálových a energetických zdrojů, stejně jako emisemi odpadních produktů organismů ve formě chemických sloučenin, spadaného listí a mnoha dalších. Tento proces přímého nebo nepřímého vlivu rostlin na sousedy v důsledku saturace látkami z prostředí se nazývá alelopatie.
Také ve fyto- a biocenózách se hojně vyskytuje symbióza, projevující se oboustranně prospěšným vztahem dřevin s houbami. Takový fytogenní faktor je typický pro luskoviny, vrby, přísavníky, buk a další dřeviny. Na jejich kořenech se objevuje mykorhiza, která umožňuje rostlinám přijímat minerální soli půdy rozpuštěné ve vodě a houby vna oplátku získáte přístup k organické hmotě.
Za zmínku také stojí úloha mikroorganismů, které rozkládají podestýlku, přeměňují ji na minerální sloučeniny a také asimilují dusík ze vzduchu. Na stromech parazituje velká kategorie mikroorganismů (jako jsou houby a bakterie), které svým masivním rozvojem mohou nenávratně poškodit nejen samotné rostliny, ale i biocenózu jako celek.
Klasifikace interakcí
1. Podle předmětů. V závislosti na počtu rostlin, které ovlivňují životní prostředí, a také na počtu organismů podléhajících tomuto vlivu rozlišují:
- Individuální interakce, které provádí jedna rostlina na živý organismus.
- Kolektivní interakce, které zahrnují vztah skupin rostlin mezi sebou navzájem nebo s jednotlivými jedinci.
2. Prostřednictvím vlivu. Podle typu přímého nebo nepřímého vlivu rostlin jsou fytogenní faktory prostředí:
- Mechanické, kdy interakce jsou charakterizovány změnou prostorové polohy těla a jsou doprovázeny kontaktem nebo tlakem různých částí rostliny na sousední organismy.
- Fyzikální, když mluvíme o vlivu slabých elektrických polí generovaných rostlinami na jejich schopnost distribuovat půdní roztoky mezi blízké rostliny. Mezi malými sacími kořeny je totiž určitý rozdíl v elektrických potenciálech, který ovlivňujeintenzita procesu absorpce iontů z půdy.
- Ekologické, představující hlavní fytogenní faktory. Projevují se proměnou celého prostředí pod vlivem rostlin nebo jen některé jeho části. Zároveň však nemají specifický charakter, tento vliv se neliší od vlivu neživých předmětů.
- Cenotické, charakteristické výhradně pro živé organismy (rostliny a zvířata) charakterizované aktivitou. Příkladem fytogenního faktoru je současná konzumace určitých živin sousedními rostlinami z jednoho zdroje a v případě jejich nedostatku je zahrnuta určitá distribuce chemických sloučenin mezi rostlinami.
- Chemické, nazývané také alelopatie. Projevují se inhibicí nebo stimulací základních životních procesů chemickými látkami uvolňovanými během života rostlin (nebo při jejich odumření). Důležité je, že se nejedná o živočišnou ani rostlinnou potravu.
- Informačně-biologické, kdy dochází k přenosu genetické informace.
3. Za účasti okolí. Podle této vlastnosti se fytogenní faktory dělí na:
- Přímé, včetně všech mechanických interakcí, jako je prokládání a spojování kořenů.
- Aktuální, redukované na přeměnu nebo vytvoření jakýchkoli prvků prostředí rostlinami (světlo, výživa, teplo atd.).
4. Podle role prostředí při získávání výživy existují:
- Trofický,spočívající ve změně pod vlivem rostlin v množství nebo složení látek, jejich skupenství.
- Situační, které nepřímo ovlivňují kvalitu a množství přijímaných potravin. Příkladem fytogenního faktoru je tedy schopnost některých rostlin měnit pH půdy, což ovlivňuje vstřebávání živin z půdy jinými organismy.
5. Podle následků. V závislosti na tom, jak životně důležitá aktivita rostlin ovlivní sousední rostliny, rozlišují:
- Konkurence a vzájemné omezování.
- Adaptace.
- Eliminace, která je nejdůležitější formou interakce mezi rostlinami během změn v jejich komunitách.
- Prevence, která se projevuje tím, že jeden rostlinný druh vytváří nepříznivé fytogenní faktory prostředí pro vývoj jiných druhů ve fázi klíčení semen nebo primordia, což vede k úhynu semenáčků.
- Sebeomezení, ke kterému dochází ve fázi intenzivního růstu rostlinných organismů. Jde o aktivní přenos minerálních živin z nedostupných forem do dostupných, ale jejich spotřeba rostlinami za tímto procesem zaostává v rychlosti. To vede ke zpoždění nebo zastavení jejich růstu.
- Sebeprospěšný, což je schopnost rostlin změnit pro sebe prostředí. Takové fytogenní faktory a jejich charakteristiky určují stav jakéhokoli biotopu, jako jsou borové porosty, v mechových synusiích.
Za zmínku stojí, že stejný dopad lze podle různých znaků této klasifikace připsat různým typům. Takže soutěždůsledek interakce je také trofický, aktuální, cenotický a individuální.
Soutěž
Konceptu konkurence v biologických vědách je věnována pozornost již více než tucet let. Jeho výklad byl vágní nebo naopak příliš úzký.
Konkurence je dnes chápána jako takové interakce, při kterých je omezené množství potravy distribuováno neúměrně potřebám interagujících organismů. V důsledku přímých interakcí vedou fytogenní faktory k tomu, že rostliny s velkými nároky dostávají větší množství výživy, než by tomu bylo při proporcionální distribuci. Při současném používání stejného zdroje energie existuje konkurence.
Je vhodné uvažovat o mechanismu konkurenčních vztahů na příkladu interakce tří stromů, které se živí ze stejného zdroje. Zdroje životního prostředí mají nedostatek látek, které potřebují. Po určité době se růst dvou z nich snižuje (utlačované stromy), u třetí se zvyšuje konstantní rychlostí (dominantní rostlina). Tato situace ale nebere v úvahu možnost stejných potřeb sousedních stromů, které by nevedly k rozdílu v růstu.
Ve skutečnosti jsou zdroje prostředí nestabilní z následujících důvodů:
- exploring space;
- klimatické podmínky se mění.
Životně důležitou činnost stromu lze zcela vyjádřit poměrem tří veličin:
- potřeby – maximum látek a energie, které může rostlina přijmout;
- minimum požadované projeho život;
- skutečná úroveň výživy.
S rostoucí velikostí se úroveň potřeb zvyšuje přinejmenším před stárnutím. Skutečná úroveň výživy přijímané stromy závisí na mnoha faktorech, včetně „sociálních vztahů“v cenóze. Utlačované stromy přijímají minimální množství živin, což je důvodem jejich likvidace. Dominantní vzorky závisí v menší míře na cenotickém prostředí. A růst závisí na podmínkách abiotického prostředí.
Postupem času se počet stromů na jednotku plochy snižuje a poměr cenotických tříd se mění: podíl dominantních stromů se zvyšuje. Výsledkem je vzrostlý les, kterému dominují dominantní stromy.
Konkurenci jako fytogenní faktor přímé interakce mezi organismy lze tedy reprezentovat jako proces nerovnoměrného rozdělení zdrojů, charakterizovaný nesouladem potřeb, který vede k rozdělení rostlin do různých cenotických skupin a k smrt utlačovaných.
Vzájemné omezování se od konkurence liší poměrným rozdělením zdrojů živin v prostředí. I když to mnozí badatelé připisují jednomu z typů konkurence – symetrické. K takové interakci dochází mezi jedinci s přibližně stejnými konkurenčními schopnostmi stejného nebo odlišného druhu.
Růst konkurence
Konkurence mezi rostlinami může nastat pouze při splnění následujících podmínek:
- kvalitativní a kvantitativní podobnostpotřeby;
- sdílená spotřeba zdrojů ze společného zdroje;
- stávající nedostatek ekologických zdrojů.
Je zřejmé, že s přebytkem zdrojů jsou potřeby každé rostliny plně uspokojeny, což neplatí pro fytogenní faktory. Ovšem v opačném případě a i u kloubní výživy začíná boj o existenci. Pokud jsou aktivní kořeny rostlin ve stejné půdní vrstvě a jsou ve vzájemném kontaktu, je obtížné posoudit rovnoměrné rozložení živin. Pokud jsou kořeny nebo koruny umístěny v různých vrstvách, pak výživa není považována za současnou (je sekvenční), což znamená, že nelze mluvit o konkurenci.
Příklady konkurence mezi rostlinami
Soutěž může přijít o světlo, o půdní živiny a o opylující hmyz. Ovlivňovat ji mohou nejen samotné živiny, ale také mnoho fytogenních faktorů. Příkladem je tvorba hustých houštin na půdách, ve kterých je hodně minerální výživy a vláhy. Hlavní boj je v tomto případě o světlo. Ale na chudých půdách obvykle každá rostlina dostává potřebné množství ultrafialových paprsků a boj je o půdní zdroje.
Výsledkem vnitrodruhové soutěže je rozdělení stromů stejného druhu do tříd řemesel. Podle jejich síly mohou rostliny odkazovat se na:
- I. třída, pokud jsou dominantní, mají silný kmen a silné větve od základny kmene, mají rozložitou korunu. Užívají sidostatečný příliv slunce a extrahování obrovského množství vody a živin z půdy díky vyvinutému kořenovému systému. Nalezeno jednotlivě v lese.
- II. třída, pokud jsou zároveň dominantní, nejvyšší, ale s menším průměrem kmene a o něco méně mohutnou korunou.
- III třídy, pokud jsou menší než předchozí třída, ale přesto mají vršek otevřený slunečním paprskům. Také dominují v lese a spolu s třídou II tvoří většinu stromů.
- IV. třídy, pokud jsou stromy tenké, malé, nedostávají přímé sluneční světlo.
- V třída, pokud stromy umírají nebo jsou již mrtvé.
Soutěž o opylovače je důležitá i pro rostliny, kde vyhrává druh, který nejlépe přitahuje hmyz. Výhodou může být více nektaru nebo sladkosti.
Adaptivní interakce
Projevují se tím, že fytogenní faktory, které přeměňují prostředí, činí jeho vlastnosti přijatelnými pro akceptorové rostliny. Nejčastěji ke změnám dochází nevýznamně a naplno se projeví až tehdy, když je ovlivňující druh mocným edifikátorem a musí být prezentován v plném rozsahu vývoje.
Jednou z forem mechanického kontaktu je použití jednoho organismu jiné rostliny jako substrátu. Tento jev se nazývá epifytismus. Asi 10 % všech druhů rostlinných organismů jsou epifyty. Ekologický význam tohoto jevu spočívá v jakémsi přizpůsobení se světelnému režimu v podmínkách hustého tropického pásmalesy: epifyty dostávají příležitost dostat se ke světelným paprskům bez významných nákladů na růst.
Fyziologické kontakty různých rostlin zahrnují parazitismus a saprotrofismus, což platí i pro fytogenní faktory. Nezapomeňte na mutualismus, jehož příkladem je symbióza houbového mycelia a kořenů rostlin. Navzdory skutečnosti, že houby přijímají sacharidy z rostlin, jejich hyfy zvyšují absorpční povrch kořene desetinásobně.
Připojovací formuláře
Všechny druhy mechanismů pozitivních i negativních interakcí mezi různými živými organismy samotnými mohou být velmi jemné a nesrozumitelné. Relativně nedávno skupina vědců podrobně studovala vliv rostlin na životní prostředí pomocí celoživotní eliminace složitých organických látek, které mají ochrannou funkci, do prostředí. Takové vztahy mezi rostlinami se nazývají alelopatické. Výrazně ovlivňují velikost získaných bioproduktů rostlin (nejen pěstovaných, ale i planě rostoucích), určují také nejlepší způsoby střídání plodin v zahradních výsadbách (např. jabloň se lépe vyvíjí po rybízu či malinách, švestky jsou např. nejlépe vysadit na místech, kde se pěstovaly hrušky nebo broskve).
Hlavní formy spojení mezi rostlinami a živočichy v biocenózách jsou podle V. N. Beklemisheva:
- Aktuální souvislosti, které vznikají v důsledku skutečnosti, že jeden nebo více organismů mění prostředí ostatních příznivým směrem. Například mechy sphagnum mají tendenci okyselovat půdní roztok, což vytváří příznivé podmínky pro rosnatku a brusinky v bažinách.
- Ttrofické souvislosti, které spočívají v tom, že zástupci jednoho druhu využívají jedince jiného druhu, jeho odpadní produkty nebo zbytky jako zdroj potravy. Díky trofickým vazbám se čápi dostávají do mokřadních cenóz a losi se obvykle usazují v osikových lesích.
- Tovární vazby, ke kterým dochází, když jedinci některých druhů využívají příslušníky jiných druhů ke stavbě svých hnízd nebo obydlí. Například stromy poskytují ptákům dutiny nebo větve pro stavbu hnízd.
