Pod spoljašnjom (životnom) sredinom podrazumeva se kompleks faktora koji deluju na živa bića na onom mestu na kome žive. Ti uticaji dolaze od žive i nežive prirode u okolini koja okružuje biljke i životinje pa se nazivaju spoljašnji ili ekološki faktori.
Osnovne osobine ekoloških faktora su:
- deluju kompleksno
- neprekidno se menjaju u vremenu i prostoru
- međusobno su uslovljeni.
Oni se uzajamno uslovljavaju i menjaju, tako da je samostalno dejstvo jednog jedinog faktora nemoguće. Tako je npr. vlažnost vazduha uslovljena njegovom temperaturom. Promena ekoloških faktora prisutna je i u vremenu (u toku dana i noći, tokom godine) i u prostoru (npr. promena temperature idući od ekvatora prema polovima).
Podela ekoloških faktora
Za rast i razviće svake biljne i životinjske vrste neophodna je određena minimalna količina topline, a ukoliko ona nedostaje osnovni fiziološki procesi se prekidaju i nastaje smrt datog organizma. Prema tome, temperatura je jedan od najznačajnijih faktora sredine. Voda, takođe, ima ogroman značaj za živi svet jer se osnovni životni procesi u ćelijama ne mogu zamisliti bez vode. Jedini važan izvor prirodne svetlosne energije na Zemlji je Sunčevo zračenje. Za razliku od biljaka, kojima je svetlost neposredni izvor energije potrebne za proces fotosinteze, na životinje svetlost utiče više posredno (na ponašanje, karakter ishrane itd.), mada može ne njih da deluje i neposredno (na prilagođavanje, na rasprostranjenje i dr.). Vazduh deluje na živa bića svojim fizičkim i hemijskim osobinama. Hemijske osobine vazduha zavise od njegovog sastava gasova (on sadrži 78% azota, oko 21% kiseonika, oko 0,03% ugljen-dioksida, tragove vodonika i dr.). Od fizičkih osobina vazduha, važnih za živa bića, najvećeg značaja imaju vlažnost i vazdušna strujanja.
Edafski faktori koji obuhvataju fizičke, hemijske i biološke osobine zemljišta i stena na kojima se zemljište razvija.
Orografski faktori obuhvataju osobine reljefa:
Biotički faktori
Predstavljaju uzajamne uticaje biljaka, životinja i čoveka (antropogeni faktor). Sve biljke i životinje uslovljene su životnom delatnošću drugih organizama. Na taj način očigledno je da biljke mogu delovati jedne na druge – uzajamni odnosi biljaka kao što su simbioza, parazitizam idr. Među životinjama postoje uzajamni odnosi koji se najjasnije ogledaju u lancima ishrane, mada su prisutni i drugi odnosi kao što su simbioza, komensalizam (jedan organizam ima koristi,a drugi je neutralan) i parazitizam. Sa druge strane, biljke mogu delovati na životinje, a životinje na biljke.
Uzajamni odnosi između biljaka i životinja ogledaju se u sledećem:
- ishrana svih životinja zasniva se na biljkama,
- biljke životinjama služe kao skrovište,
- životinje vrše oprašivanje,
- rasprostiranje semena i plodova i dr.
svim različitim životnim uslovima koji vladaju na Zemlji. Svako živo biće može da opstane samo u okviru određenih granica promena ekoloških faktora. Raspon promena pojedinih ekoloških faktora u okviru kojih je moguć opstanak pojedinih organskih vrsta naziva se ekološka valenca.
Organizam i Sredina
Uslovi života i pojam ekoloških faktora
U širookoj generalizaciji, sredinu jednog organizma čine sva mnogostruka spoljašnja dejstva različite prirode, fizičke, hemijske i biotičke,kojima je on izložen i na koje on reaguje. Živa bića naseljavaju različite delove zemaaljskog prostora, vodu, kopno i vazduh i za njih su vezana svojim životnim potrebama. Time elementi spoljašnje sredine postaju uslovi đivota potrebama sredina, tu podrazumevajući i prostor kao takav, životna
sredina.
Gotovo beskrajnoj raznolikosti životnih uslova na različitim tačkama Zemljine površine, moguće je izdvojiti srazmerno ograničen broj takvih koji predstavljaju osnovne i neophodne uslove opstanka. U njima se ogledaju karakteristike zemaljskog prostora u kome je život postao i na koji je on prilagođen.
Tu pre svega dolazi u obzir povoljna temperatura na kojoj mogu nesmetano teći složeni molekularni hemijski
Voda koja ulazi u sastav žive materije, pokriva 73% Zemljine površine i igra bitnu ulogu u klimatskim, hemijskim i geološkim zbivanjima u zemaljskom prostoru, takođe je jedan od neophodnih uslova života.
Atmosferski gasovi, posebno ugljendioksid i kiseonik predstavljaju isto tako neophodne uslove života.
I mineralne materije posebno soli azota i fosfora koje organizmi neposredno ili posredno iskorišćuju iz spoljašnje sredine, nužni su uslov života.
Najzad, Sunčeva svetlost koja je kozmičkog porekla, predstavlja neophodni primarni izvor energije života koju zelene biljke vezuju ua stvaranje orrganske materije.
Ovi osnovni uslovi života stavljaju pečat na zemaljki prostor, kao sredinu u kojoj se odvija život. Oni deluju na organizme i kao takvi predstavljaju ekološke faktore koji skupa čine životnu sredinu.
Ekološke faktore odlikuje promenljivost. Svaki od njih varira u veličini i intenziletu, koleba se prostorno i vremenski često u vrlo široklm granicama. Tako na primer, dnevna temperatura u pustinjskim oblastima Azije koleba se preko leta od 42° u podne, do 4,50C noću.I temperatura i svetslost i vlažnost variraju u širokim granicama. Ali se ekološki faktori menjaju i u funkciji vremena kao i u svojim kombinacijama. Tako se reljef Zemljine površine neprekidno menja u toku geoloških vekova, a sa njim i raspored mora.
S druge strane isti ekološki faktori različito deluju na pojedine organske vrste,razlrčito čak i na pojedine stupnjeve njihovog razvića. U planinskim potocima, žive dve vrste planarija, Euplanaria noormalno izdržava letnje temperature vode od 20 do 27 C dok Crenobia na istim temperaturama umire.
U obiilju ekokoloških faktora jedne organske vrste moguće je u principu odvojitil abiotičke od biotičkih faktora, iako je u izvesnim slučajevima teško provesti granicu ižmeđu njih. Tako je na primer teško odlučiti da li uglinuli organsku materiju koja služi kao hrana mnogim organizmima,treba smatrati biotičkim faktorom ili ne.Dejstvo jednog faktora je uvek relativno, u zavisnt od ostalih sa kojima ide zajedno. Tako je na primer gornja letalna temperaturna granica buve prenosnika kuge, Xenopsylla cheopis zavisna od stepena relativne vlažnosti.
Vlažnoit u % 0 30 60 90
Letalna temperatura 22° 27° 32° 36°
Dejstvo ekoloških faktora i ekološke valence
Činjenica da se organske vrste u prirodi održavaju pod stalno prumenljivim uslovima sredine objašnjava se time da svaka od njih pokazuje veću ili manju plastičnost prema kolebanjima pojedinih ekoloških faktora.
Ali je reakcija organizma na dejstvo jednog faktora zavisna od stepena veličine i intenziteta samog faktora. Za sazrevanje polnih produkata šarana potrebna je temperatura od najmanje 18 °C otuda se on normalnono
ne razmnožava u mnogim vodama Severne Evrope koje se preko leta ne zagrevaju do te temperature
Dejstvo ekoloških faktora varira dakle sa stepenom njihove velničine i intenziteta, Ali je tolerancija organizama prema obimu tog variranja u većoj ili manjoj meri ograničena i različita za pojedine organske vrste.U termalnim izvorima Severne Amerike broj vrsta insekata koleoptera koji u njima žive postepeno opada sa porastom temperature vode
Temperatura izvora 30—35e 37,5—40° 49—42° 42—43° 43—45°
Broj vrsta koleoptera 17 13 5 2 1
Postoje dakle granice variranja veličine i intenziteta jednog ekološkog faktora koje određena organska vrsta može izdržati. Preko tih granica faktor prestaje da bude uslov života i postaje smetnja opstanku vrste.Amplituda kolebanja jednog ekološkog faktora u čijim je granicama moguć opstanak određene organske vrste označena je kao ekološka valenca. Ovaj značajni pojam u suštini obeležava ekološku plastičnost vrste, njenu reakcionu širinu koja je specifična i uslovljena njenom unutrašnjom konstitucijom. Veličina ekoleške valence za jedan određeni faktor varira od vrste do vrste i njene granice mogu biti ili jako razmaknute, ili naprotiv vrlo uzane. U isti mah, ekološka valenca jedne vrste organizama nije ista za sve faktore ona za jedan faktor može biti velika, za drugi naprotiv vrlo mala.Odrasli komarac malaričar izdržava temperaturne ralike od -30 do +30 C ali je osetljiva na kolebanja vlažnosti vazduha,optimalna vlažnost vazduha treba da joj je 90°/o.
Organizmi sa uzanom ekološkom valencom za jedan određeni faktor označeni su kao stenovalentni sa širokom ekološkom valencom kao eurivalentni, pri čemu se grčki prefiks »steno« (uzan) i »euri« (širok) mogu vezati za izraze koji obeležavaju pojedine. Tipični primer stenovalentnih organizama za temperaturu (stenotermni organizmi) jesu sprudotvorni korali koji žive samo u uzanom pojasu okeana oko ekvatora, između 30° severne širine i 7° južne širine, gde temperatura vode ne silazi ispod 20 °C i koleba se u toku godine u uzanim granicama od svega 2 do 3 °C. Vrlo stenovalentna za temperaturu je i čovečja bela vaš
koja ormalno živi na temperaturi od od 24 do 32°, ostvarenoj između odela i kože čoveka i ne podnosi veća
temperaturna kolebanja.
Organske vrste eurivalentne za temperaturu mnogobrojnije su. Poznati primeri su tigar koji živi kako u toplim džunglama Indije, tako i u Sibiru gde se zimska temperatura spušta do -40°, ili američka puma, koja je rasprostranjena na širokom prostoru od Kanade na severu, do Patagonije na jugu i dvogrba kamila koja u pustinji Gobi izdržava godišnja temperaturna kolebanja od 38° (leti) do -37° (zimi).
Različitu ekološku valencu pokazuju pojedine organske vrste i u odnosu na faktor hrane. Stenovalentne u ovom pogledu su mnoge vrste leptira čije se gusenice hrane isključivo na jednoj biljnoj vrsti, kao što je to slvučaj sa mlečikarom koji je vezan za biljku mlečiku ili sa leptirom Parnassius apollo, čija se
gusenica hrani na biljci Sedum album.
Naprotiv, gubar (Lymantria dispar) je eurifag u Severnoj Americi, gde je on importiran i predstavlja značajnu štetočinu šuma, njegove gusenice napadaju 477 različitih biljnih vrsta.
Veličina ekološke valence za jedan faktor ne varira samo od jedne organske vrste do druge ona se isto tako menja sa stupnjem razvića iste vrste. Po pravilu je ekološka valenca većine faktora najmanja u ranim stupnjevima razvića. Morski rak jastog u Atlantskom okeanu ne dopire na sever dalje od Lofotskih ostrva kraj norveške obale, jer se morska voda severnije ne zagreva do temperature (15 do16 °C) koja je potrebna za razviće njegovih larava. Ovde dakle uža ekološka valenca za temperaturu larvenog stupnja ograničava rasprostranjenje u pravcu severa.
U okviru ekološke valence za jedan faktor postoji uvek određeni stepen veličine i intenziteta kada je njegovo dejstvo na jednu organsku vrstu najpovoljnije. Taj stepen odgovara optimumu dejstva tog faktora.
Udaljavanjem od optimuma ka granicama ekološke valence dejstvo postaje sve nepovoljnije i prelazi u pesimum u blizini gornje (maksimum) i donje (minimum) granice ekološke valence Kao i sama ekološka
valenca, i položaj tačke optimuma varira od jedne vrste organizama do druge i od jednog stupnja razvića do drugog. Za jedan isti faktor, optimum može ležati kod pojedinih vrsta bliže maksimumu ili bliže minimumu.
Skup ekoloških valenci za pojedine faktore čine ekološki spektar jedne organske vrste.
Iako ekološki faktori deluju celovito i međusobno se uslovljavaju, ponekad samo jedan ekološki faktor može da ima odlučujuću ulogu za život određenog organizma. Tada taj faktor postaje ograničavajući ili limitirajući faktor, koji može da ugrozi ili potpuno onemogući život tog organizma. Na primer, količina soli u podlozi po pravilu predstavlja limitirajući faktor. Na zaslanjenim staništima, bez obzira na povoljne ili čak optimalne klimatske uslove, velika količina soli u zemljištu onemogućava život mnogim biljkama.
Karakteristične osobine koje živim bićima omogućuju opstanak u specifičnim ekološkim uslovima staništa nazivaju se adaptacije ili adaptivne karakteristike. One predstavljaju evolutivni rezultat dugotrajnog procesa ekološkog prilagođavanja organizama specifičnim uslovima spoljašnje sredine. Adaptacije, kao osobine koje omogućuju opstanak u specifičnim uslovima spoljašnje sredine, zapisane su u genetičkoj osnovi svakog organizma.
Adaptacije se, pre svega, ispoljavaju na morfološkom nivou. Lako je uočiti da je kaktus oblikom svoga tela morfološki adaptiran na uslove ekstremne suše u pustinji. Međutim, adaptacije se mogu ispoljiti i na fiziološkom nivou. U pustinjama ne žive samo kaktusi. U njima se mogu naći i naizgled obične biljke koje žive i izvan pustinjskih ekosistema. Te biljke nisu adaptirane na morfološkom nivou. Ali način njihovog funkcionisanja je veoma specifičan. Način na koji vrše fotosintezu ili način na koji čuvaju vodu je drugačiji. One su se adaptirale na fiziološkom nivou.
Svako živo biće je adaptirano na uslove spoljašnje sredine u kojoj živi. Da nije tako, ono jednostavno ne bi moglo da opstane. Međutim, često se u prirodi može videti da jedna ista jedinka, ukoliko je pokretna i ukoliko tokom svog kretanja dolazi u različita staništa, menja svoj izgled. Slično je i sa sesilnim organizmima. Ukoliko u toku sezone dođe do značajnijih promena u uslovima spoljašnje sredine, i oni mogu značajnije izmeniti svoj opšti izgled. Te kratkotrajne morfološke promene nazivaju se modifikacije. Za razliku od adaptacija, one su neobavezne i nestalne, a traju onoliko dugo koliko traje i izmenjeni uticaj spoljašnjeg faktora.
Skup svih adaptivnih karakteristika jednog organizma predstavlja životnu formu te vrste. S obzirom na ogromnu raznovrsnost staništa na Zemlji i ogroman broj rešenja do kojih su došli različiti organizmi, jasno Je da je danas moguće prepoznati i izuzetno veliki broj različitih životnih formi. Međutim, kao što je u sistematici na osnovu pojedinih karaktera, moguće grupisati milione različitih vrsta u nekoliko osnovnih carstava, tako se i sve životne forme mogu razvrstati u nekoliko osnovnih grupa.
Ekološki faktori su povezani u celinu, jer se uzajamno uslovljavaju i menjaju, pa zajedno, kao kompleks, deluju na živa bića. Organizmi se prilagođavaju na te promene u težnji da prežive. Zbog toga se svaka vrsta odlikuje posebnim osobinama koje su nastale tokom evolucije, uslovljene su naslednim činiocima i nazivaju se adaptacije (prilagođenosti).
Adaptacije su uvek u skladu sa staništem u kome žive i odražavaju karakter samog staništa. Životno stanište je određeni prostor na Zemlji koji se odlikuje specifičnom kombinacijom životnih uslova (ekoloških faktora). Skup svih adaptivnih osobina, koje se javljaju kod organizma jedne vrste kao odgovor na uticaje ekoloških faktora, čini životnu (ekološku) formu. Životna forma već na prvi pogled ukazuje na uslove sredine na koje su organizmi prilagođeni. Ona se ostvaruje na osnovu genetskih mogućnosti vrste u toku dugotrajnog prilagođavanja na uslove spoljašnje sredine. Pojava da međusobno veoma udaljene vrste imaju slične morfološke i fiziološke osobine, ukazuje da su se one na sličan način prilagođavale istim uslovima sredine, pa su ostvarile istu ekološku formu. Nasuprot tome, često se u okviru srodnih vrsta sreću sasvim različite životne forme jer te vrste žive u različitim uslovima sredine.
Bogatstvo i raznovrsnost živog sveta u pogledu različitih tipova životnih formi može se ilustrovati mnogobrojnim primerima:
adptacija moze biti na morfološkom nivou i na fiziološkom nivou
Na morfološkom nivou znaci da organizmi menjaju spoljašnji izgled da bi se bolje prilagodili sredini (okolini) u kojoj se nalaze
Na fiziološkom nivou znaci da menjaju rad unutrašnjih organa da bi se bolje prilagodili sredini.
- Janković, M.,Đorđević, V: Primenjena ekologija, Naučna knjiga, Beograd, 1981.
- Đukanović, Mara: Ekološki izazov, Beograd, 1991.
- Stanković, S: Ekologija životinja, Beograd, 1979.
- Janković, M: Fitoekologija, Beograd, 1986.