ABIOTIČKI FAKTORI - agrif.bg.ac.rs. ABIOTICKI FAKTORI... · Abiotički faktori. su uslovi nežive...

ABIOTIČKI FAKTORI

Abiotički faktori

su uslovi nežive prirode.U svom elementarnom vidu mogu se razvrstati na

fizičke i hemijske, a kada se govori o kompleksnijim uticajima nežive prirode,

onda su tu i: opšte geografski,

onda su tu i: opšte geografski, meteorološko klimatski,

onda su tu i: opšte geografski, meteorološko klimatski, edafski,

onda su tu i: opšte geografski, meteorološko klimatski, edafski, hidrološki

itd. faktori.

I abiotičke faktore, kao uostalom i biotičke i antropogeni, obično* odlikuje jaka promenljivost u prostoru i vremenu. (* gravitacija ne mnogo)

Neki su sa +-

pravilnom ritmikom: dan i noć, mesečev ciklus, plima i oseka,

godišnja doba...

Nekada nije jasna pripadnost jednog, čak i elementarnog faktora, kao što je na primer voda, fizičkim ili hemijskim f. pošto deluje na oba načina.

Nekada nije jasna pripadnost jednog, čak i elementarnog faktora, kao što je na primer voda, fizičkim ili hemijskim f. pošto deluje na oba načina.

Takođe, nekada je abiotske faktore teško i neopravdano odvajati od žive, biotičke komponente prirode sa kojom su direktno u vezi.

Ili,

živa bića, svojim raznim zvanim i nezvanim ‘gostima’-simbiontima uz stan i hranu po pravilu obezbeđuju i neophodnu im vodu i grejanje,

ili,vegetacija tamo gde je bujna direktno utiče na

klimatske i druge abiotske činioce, ne samo tamo gde je neposredno prisutna, već često i u široj okolini; zemljište je kombinovane prirode....

To je onaj HOLOCENI FAKTOR (Friederichs, 1927)

Jedan od fundamentalnih interesa ekologije jeste da što bolje upozna taj holoceni faktor, ali je to metodski težak i problematičan zadatak.

Zato je u istraživačkoj praksi analitičke ekologije osnovni pristup izdvojeno izučavanje delovanja prvo pojedinačnih abiotskih f. na jedinke jedne vrste (rase, razvojnog stadijuma..),

Po pravilu se kreće od laboratorijskih ispitivanja u kontrolisanim eksperimentalnim uslovima.

U kasnijim fazama prelazi se na ispitivanja u prirodnim uslovima, a takođe i na ispitivanje udruženog (i uzajamnog) delovanja dva ili više faktora.

TOPLOTAJedan od neophodnih a.f. za sva ž.b. Puno poručavana i zbog tog značaja, a i zato što se

lako meri temperatura (stepen zagrejanosti), pa se lako dolazi do kvantitativnih podataka.

Toplota je oblik postojanja energije, koja ima i važnu osobinu da se može transformisati iz jednog oblika u druge.

Ovo je značajno za sva živa bića, ali i za čoveka, na najraznovrsnije načine.

U biosferi, glavni izvori toplote za ž.b. su

solarna

solarna i geotermalna toplota

U živi svet toplotna energija dolazi primarno odSunca, u vidu insolacije, pomešanog priliva svetlosti

i toplote. Ovo direktno grejanje je od bitnog značaja posebno za brojna suvozemna živa bića koja ne mogu sama dovoljno da se zagreju.

U živi svet toplotna energija dolazi od Sunca i posredno,

posredstvom zelenih biljaka koje je pretvaraju svetlosnu energiju u hemijsku, koja je potom rezervoar energije za sva živa bića, a za mnoga od njih i izvor toplote usled sagorevanja ugljenika.

Ta energija ulazi u složene sisteme potrošnje, čuvanja i kruženja, i na tome počiva ukupna aktivnost živih bića.

Ta energija ugljenikovih jedinjenja dalje postaje biogena energija, a ona je i treći važan izvor toplotne energije, tzv. biogene toplote, u biosferi.

Biogena energija je prisutna i u živim bićima, ali u velikim količinama i u njihovim posmrtnim i fosilnim ostacima.

Ovaj aspekat proticanja

i skladištenja energije i kruženja materija je jedna od centralnih tema ekologije.

Čovek je kao deo prirode takođe vitalno zainteresovan i za toplotu i energiju uopšte, pa na razne načine koristi pomenute izvore (sunčevu, geotermalnu i biogenu, ali i još

neke izvore, i za sebe i za druga žb

fosilna goriva: nafta i ugalj

fosilna goriva: nafta i ugalj

termoelektrane

hidroelektrane

Nuklearne elektrane

solarne elektrane

‘zelene’

fabrike materija i energije

Biološka osnova značaja toplote za ž.b.U svemu tome, osnovni značaj toplote za živa

bića leži u tome što je izvesna zagrejanost, odnosno temperatura, neophodna da bi se mogli odvijati biohemijski i fiziološki procesi bez kojih je nemoguća normalna aktivnost ž.b.

Za ove procese u proseku su najpovoljnije temperature 25 –

30 0

C, a amplituda

kolebanja, tj. ekološka valenca za toplotu kreće se od 0 –

oko 45 0

C.

Insekti su, kao i sve druge životinje osim sisara i ptica, tzv. poikilotermni organizmi. ?

Temperatura im jako zavisi od okolne,Ako je spolja hladno, oni ne mogu da održavaju

poželjnu visoku telesnu temperaturu, alimogu na razne načine da utiču na svoju

temperaturu,što se ispoljava time da im je temperatura često

donekle različita od spoljašnje. To pokazuje da kod njih ipak postoji nekakva

termoregulacija, koja može biti ?pasivna i aktivna

Pasivna termoregulacijaKao relativno sitni organizmi bogate spoljne

morfologije, insekti imaju relativno veliku površinu tela u odnosu na zapreminu,

a to olakšava tj. povećava razmenu toplote sa okolinom.

Tome doprinosi i građa i boja kutikule. Ukoliko je tamnija, više mat i ornamentisana, utoliko lakše odaje i prima toplotu. I obrnuto,

kod formi sa komplaktnijim, loptastijim, svetlijim i sjajnijim telom, razmena toplote sa okolinom je relativno manjeg intenziteta.

Šta je bolje?

Aktivna termoregulacijaKada se meri u istim uslovima temperatura živih

i mrtvih insekata, obično je razlika nekoliko 0C. Kako do toga dolazi?

Fiziološka regulacija: Razmena gasova

je uvek povezana i sa

razmenom toplote (a i vlage). Ukoliko je ta razmena intenzivnija, utoliko se temperatura

tela snižava i obrnuto.

Na nivo razmene gasova insekti mogu aktivno da utiču otvaranjem i zatvaranjem 10-ak pari stigmi trahealnog sistema.

Mišićna aktivnost: I kod insekata je rad mišićnih ćelija praćen stvaranjem toplote, pa zato

intenzivna aktivnost insekata, naročito kretanje, dovodi do porasta temperature.

Pčele zimi treperenjem krila mogu da podignu temperaturu u košnici i za 10-ak 0

C.

Gundelj u letu je 10 –

15 0

C topliji od okoline

Sfingide oko 10 0

C,

a skakavci u letu i do 17 0

C

U vezi sa kretanjem je još

jedna vrsta aktivne termoregulacije, a ona se odnosi na

ponašanje insekata.Premeštanje: prosto rečeno, insekti osećaju gde

im data temperatura smeta, i instiktivno na vreme odlaze sa prostora gde će doći do za njih nepovoljne promene temperature.

U tom cilju, ako im je potreba da se zagreju, na pr. posle hladne noći, izaći će na osunčana mesta, i obrnuto,

ako im je vruće na suncu, premestiće se u hlad.Grupisanje

(pčela i dr.) smanjuje gubljenje toplote

kada je napolju hladno.

I uz sve pomenute načine, ostaje činjenica da je kod insekata, kao poikilotermnih životinja, termoregulacija na niskom stupnju, pa im telesna temperatura jako zavisi od spoljne t.

Kao i kod drugih e.f., e. valenca za toplotu ima kod insekata zonu najpovoljnihih temperatura, tzv. temperaturni preferendum, koji obuhvata i optimum.

Konkretne valence, kao i konkretni povoljni ili nepovoljni efekti nekih konkretnih temperatura zavise od vrste insekta.

Vrste sa širokom e. v., tzv euritermne vrste imaju raspon min –

max od n x 10 0

C

Malarični komarac može da (pre)živi na t. od -30 do + 30 0

C

čovečija bela vaš

samo od +24 do + 32 0

C (v. ni 10 0

C)

INSEKTI I EKSTREMNE TEMPERATURE

Rekli smo već

da (i) valenca za t. zavisi od vrste.Interesantna je ilustracija broj vrsta tvrdokrilaca koji žive u

toplim izvorima u S. Americi:

broj vrstatemp. vode 0

C

tvrdokrilaca

30 –

35 1735 –

40

13

40 –

42

542 –

43

2

43 –

45

1

Ipak, u okviru valence generalno, sa udaljavanjem temp. od zone preferenduma dolazi do + ili –

poremećaja životnih

aktivnosti u odnosu na neku normalnu

delovanje povišenih temperaturaRanije dosta proučavano, dosta podataka postoji.Pustinjski skakavac (S. gregaria) na:18 –

23 0

C (preferendum) normalna aktivnos

34 –

43 0

C

izrazito pojačana aktivnost43 –

48 0

C

nadraženost, nenormalna aktivnost

49 0

C kritično stanje privremene ukočenosti50 0

C i više

smrt

I ovo varira prema vrstama insekata, mada mnoge vrste, čak i one široko rasprostranjene kao dom. muva, mogu da žive samo do oko 40 0

C, ali dosta

vrsta može, kao i p. skakavac, da podnese do oko 50 0

C.

Larve nekih vrsta muva fam. Ephydridae (na slici) mogu da izdrže i do 65 0

C!

Smatra se da smrt od vrućine kod insekata obično nastupa pre koagulacije proteina, a zbog trajnih poremećaja i oštećenja nervnog sistema.

delovanje niskih temperatura

Kod pustinjskog skakavca na+ 8 0

C aktivnost se svodi na slabe pokrete

+ 5 do –

13 0

C

privremena ukočenost-

14 0

C smrt nastupa za 10-ak minuta

I u okviru 1 vrste, delovanje nepovoljno niskih temperatura može se ispoljiti različito, zavisno od lokalnih geografsko-klimatskih prilika.

Populacije koje žive na hladnijim područjima (planine, sever) relativno bolje podnose hladnoću

Takođe je od značaja vreme, odnosno tempo zahlađivanja.

Ako je zahlađenje iznenadno, nepovoljni efekti se javljaju ranije (na višim temp.)

Ovo zato što i kod insekata postoji fiziološko pripremanje za hladnoću.

Generalno, dobro pripremljeni insekti mogu često da prežive i na –

10, 20 pa i do -30 0

C,

što je znatno ispod tačke mržnjenja vode!?Ovaj fenomen je zbog svog šireg biološkog pa i

praktičnog značaja dosta proučavan.

Pokazalo se da su sledeća dva mehanizma najvažnija za ovu fiziološku pripremu:

-

Smanjenjem količine slobodne tečnosti u organizmu povećava se koncentracija postojećih rastvorenih materija, a telesnom rastvoru se snižava tačka mržnjenja;

-

Relativno veće zalihe masnih rezervi povećavaju otpornost prema mrazu;

Osim ovih fizioloških parametara, od značaja je i opšte zdravstveno stanje i kondicija insekta ?

Ako se vratimo na primere pustinjskog skakavca, videćemo još

jedan važan aspekat za delovanje

nepovoljnih temperatura a to je ?

trajanje odnosno tempo hlađenja

(ekspozicija)Taj kvantitativan momenat je bitan, naročito kod veoma

nepovoljnih temperatura. Breskvina muva

(C. capitata, na slici), i to jaja i larve

uginjavajuna + 7 0

C posle 7 nedelja

na + 4 0

C

posle 3 nedelje, ina + 1 0

C

posle 1 nedelje