Абиотикалық факторлар

Абиотикалық факторлар қоршаған ортаның ауа райы, топырағы және суына байланысты ерекшеленеді. Сондықтан классикалық жүйеге сәйкес ортаның абиотикалық факторларын физикалық (температура, жарық, ылғал, барометрлік қысым), химиялық (ауаның құрамы, топырақтың органикалық және минерал заттары, топырақтың рН және басқалары) және механикалық (тұрған жердің бедері, топырақтың және судың қозғалысы, жел, қар көшкіні және басқалары) деп ажыратады. Бұл факторлар түрлердің таралуына барынша әсер етеді, яғни олар түрдің таралу аймағын анықтайды, ол дегеніміз организмнің сол түрінің немесе басқасының географиялық белдемін (таралу) ортасын нақтылай түседі.

Тірі организмдерге абиотикалық факторлардың әсер етуінің белгілі бір шегі болады, ол күнделікті қалыпты жағдай есебінде жүреді. Кейбір организмдерде ортаның өзгеруі үлкен ауқымды қамтиды. Осындай ортаның өзгеруіне төзе алатын оганизмдерді эвриобиотты (грек сөзі eurys — ауқымды) организмдер деп атайды. Кейбір организмдер абиотикалық факторлардың әсері шағын аумақта ғана байқалады. Оларды стенобионтты (грек сөзі stenos — шағын) организмдер дейді. Эвробионтты және стенобионтты организмдер өсімдіктер арасында да және жануарлар арасында да кездеседі.

Физикалық факторлар — абиотикалық фактордың едеуір бөлігін құрайды. Температура ең маңызды факторлардың бірі, себебі ол тіршілік үшін шектеуші фактор болып саналады. Организмдердің белгілі бір температурада немесе басқаша температурада тіршілік етуіне байланысты бірнеше жылылық белдеулерге, яғни тропикалық, субтропикалық, қоңыржай және суық белдеулерге бөледі. Температураның жоғарғы және төменгі шегі организмдер үшін белгілі. Организмнің тіршілігі үшін қолайлы температураны қолайлы (оптимальды) деп атайды. Көптеген организмдер температураның 0°-тан t 50°C дейінгі аралықта тіршілік ете алады.

Организмдердің әртүрлі температурада тіршілік етуіне байланысты эвритермді организмдер температураның көп ауытқуына қарамастан тіршілік ете береді, стенотермді организмдер, тек белгілі бір температураның аз ғана өзгеруіне төзе алады. Эвритермді организмдер көбіне, континентальды ауарайы жағдайында тіршілік етеді. Олардың мысалына көптеген жануарлардың түрлері жатады, тұщы суда тіршілік ететін организмдер қысты күні судың қатып қалған жағдайында және оның t 40-45 °С дейін ыстық күйде болса да тіршілік ете алады. Эвритермді организмдер өте қатаң температуралық жағдайда тіршілік етеді. Мысалы, көптеген қос қанаттылардың дернәсілдері t 50°C суда тіршілік ете береді. Ыстық бұлақтарда (гейзерлерде) t 85 °С температурада көптеген бактериялардың, балдырлардың, гельминттердің түрлері тіршілік етеді. Бір жағынан, арктиканың бактериялары мен балдырларының түрлері өте салқын теңіз суында тіршілік етеді. Көптеген эвритермді организмдер орта температурасы «қатаң» болған жағдайда, тіршілік ету жағдайын өзгертіп, ұйқыға кетеді. Бұндай жағдайлар да олардың зат алмасу деңгейі күрт төмендейді. Оның мысалына, жәндіктер мен балықтардың температура төмендеген кезде уақытша ұйқыға кетуін айтуға болады. Сүтқоректілерде (аю, борсық және т.б.) осындай қолайсыз жағдайда қысқы ұйқыға кетеді, бұл кезде оларда зат алмасуы күрт төмендейді, бірақ дене температурасы көп төмен түсе қоймайды.

Уақытша ұйқыдан анабиозды (шалажансар) (грек сөзі ana — қайта, bios — тіршілік, anabiosis — шалажансар) ажырата білу керек, ол организм әртүрлі жағдайға байланысты, бірден оларда зат алмасуы баяулап, тіршіліктің сыртқы белгілері болмауы мүмкін. Мысалы, өсімдіктің кептірілген тұқымы көп жылдар өтседе қайтадан өне береді. Цистаға айналған инфузория 6 жыл ішінде тіршілігін жоймайды, ал Diaptomus sanguires жұмыртқасы 300 жылдан артық уақыт тіршілік етуге қабілетті келеді.

Стенотермді организмдер жануарлар мен өсімдіктер араларында да кездесе береді. Мысалы, көптеген теңіз жануарлары температураның 30°С дейін жоғарылаған аралығында тіршілік ете береді. Кейбір маржан полиптері судың температурасы 21°С асса тіршілік ете алмайды.

Жануарлардың көптеген түрлері өз дене температурасын тұрақты ұстауға немесе ұстай алмауға қабілетті. Осы белгісі бойынша, оларды пойкилотермді (грек сөзі poikiloi — әртүрлі, өзгермелі және therme — ыстық) және гомойотермді (грек сөзі homoios — тең және therme — ыстық) деп бөледі. Біріншісінің дене температурасы тұрақсыз, екіншісінде — тұрақты. Гомойтермділерге сүтқоректілер және кейбір құстар жатады. Олар өз дене температурасын реттей алады, ол физикалық және химиялық жолдармен реттеледі. Физикалық температураның реттелуі тері астындағы май қабаттары арқылы жылуды сақтайды немесе жиі тыныс алу арқылы сақталуы мүмкін. Дене температурасын химиялық жолмен сақтау кезінде денеден тер шығару арқылы реттеледі. Пойклотермділерге — кейбір сүтқоректілер мен құстардың түрлерінен басқа организмдердің бәрі жатады. Олардың дене температурасы сыртқы ортаның температурасымен деңгейлес болады. Кейбіреулері ғана дене температурасын белгілі бір ортада ғана реттей алады. Мысалы, осындай қабілеті бар балықтарға тунецтер жатады. Пойклотермді организмдерде дене температурасы белсенді болып, зат алмасу қарқындылығы артқан кезде жоғары көтеріледі. Гомойтермді жануарлар суықтан сақтана (миграция, үйқы және т.б.) алады.

Жарық — абиотикалық факторлардың бірі, әсірессе, фото синтезге қатысатын өсімдіктер үшін ең қажетті фактор болып саналады. Фотосинтездің деңгейі күн сәулесінің радиациясына, жарықтың сапасына, жарықтың таралу уақытына байланысты. Бірақ басқа организмдер үшін температурамен салыстырғанда оның әсері шамалы, себебі бактерияның және саңырауқұлақтардың көп түрлері тасқараңғыда ұзақ уақыт бойы көбейе береді. Өсімдіктерді жарық сүйгіш, жылу сүйгіш және ыстыққа шыдамды деп бөледі. Көптеген зоопланктонды жануарлар үшін жарық жоғары-төмен қозғалуының көрсеткіші болып саналады. Олар күндізгі жарық кезінде су түбінде болады, түнде жылы, қорегі мол судың бетіне қалқып шығады. Көзі бар жануарлар үшін жарық барда қорегін аулау өте тиімді.

Көптеген жануарлардың түрлеріне жарықтың күндізгі ұзақтығы олардың жыныстық әрекеттеріне әсер етіп, күннің жарығы ұзақ кездерде (фото кезең) белсенділігі артады, ал қысқарған кездерде (күз немесе қыста) белсенділігі төмендейді. Құстарда фото кезең жұмыртқа клеткасының дамуына әсер етеді. Күн жарығының азаюы құстардың миграциясына септігін тигізеді.

Жарық түсуінің өзгеруі фотопериодизм (гре сөзі photos — жарық, periodos — айналымы) деп аталады, яғни жарық уақыты өсімдіктер мен жануарлардың көптеген түрлерінің жылдық даму кезеңі үшін басты рөл атқарады. Мысалы, бидай, сұлы, арпа және басқа дақылдар солтүстікте жарық ұзақ түскен кезде гүлдейді, жүгері, мақта оңтүстікте жарық қысқа түскен күндерде гүлдейді.

Химиялық факторлардың маңызы физикалық факторлардан кем емес. Мысалы, атмосфералық ауаның газдық және сулы ортаның қүрамының маңызы зор. Көптеген организмдер үшін оттек қажет болса, кейбір организмдер үшін азот, метан және күкіртті сутегі қажет.

Сулы ортада тіршілік ететін организмдерге судағы газдың құрамы өте қажет. Мысалы, Қара теңізде көмірсутек өте көп, сондықтан ол көптеген организмдер үшін өте қолайсыз. Атмосфералық ауадағы газдың құрамы түрақты болғандықтан құрлық омыртқалылары олардың өзгеруін сезбейді. Сулы ортаның тұздылығы да өте маңызды. Мысалы, суда тіршілік ететін жануарлардың көпшілігі тұзды суда (теңіз мен мұхиттарда), кейбір түрлері — тұщы суда, аздаған түрлері — тұздылау суда кездеседі. Ішкі ортаның тұздың құрамын бірқалыпты сақтау қабілеті су жануарларының таралуына әсер етеді.

Тірі организмдер үшін рН өзгеруі, әсіресе, өсімдіктер үшін өте маңызды. Бір өсімдіктер қышқылды ортада тіршілік етсе, екіншілері — сілтілі ортада, ал сутегі ионның қоюлануы оларға өте қауіпті. Егер ортада рН мөлшері 0 болса, ол жерде тіршілік тіпті, болмауы мүмкін. Ондай рН ортада тек кейбір микроскопиялық саңырауқұлақтар мен балдырлар ғана өседі.

Механикалық факторлар тіршілігі жоқ бос жер телімдері үшін пайдалы болады, кейінірек ол жерлерге тіршілік таралса, жаңадан «қоныстанушылар» құрамы бұрынғылардан бөлек болып тіршіліктің жаңа бірлестігі пайда болуымен ерекшеленеді. Тіршілігі жоқ бос жер телімдері кездейсоқ табиғат апатынан (өрт, су тасқыны және басқалары), әртүрлі геологиялық процестерден, адамның табиғатқа әсерінен және т.б. пайда болуы мүмкін. Механикалық факторлардың мысалына Арал теңізінің суы тартылуы жатады. кейінгі осы су тартылған жерлерге жаңадан жануарлар мен өсімдіктер пайда болды.

Түрлердің абиотикалық факторларға қарым-қатынасының ерекшеліктері, әрбір түр белгілі бір деңгейде әрбір факторға шыдамдылық көрсетеді, осы төзімділіктері күнделікті өмірге қалыптасқан, яғни генетикалық түрде детерминацияланған. Егер абиотикалық фактор төзімділіктің белгілі деңгейіннен асып кетсе, онда организм тіршілігін жояды. Түрлердің тіршілігі үшін қолайлысы кез келген фактордың төзімділік деңгейінің ортаңғы бөлігі болып саналады. Осы деңгей аралығында организмнің түрі көбейе алады. Төзімділік деңгейінің шеткі шекарасы түрлердің тіршілігі үшін қолайсыз болады.

Бір шетінен кез келген абиотикалық фактордың өзіндік ерекшеліктері бар, ол тек тіршілікті қысқартып қоймайды, сонымен бірге реттеуші фактор есебінде олардың санын да қысқартуы мүмкін. Абиотикалық фактордың реттеушілік әсері организмдердің өзара қарым-қатынасы (анабиоз, жыртқыштық, паразиттік өршіп тұрған кезде) құлдырап, өзінен-өзі саны азайып жатқан кезде өрши түседі.

Абиотикалық факторлардың тағы бір ерекшелігі жетіспеушілік қасиеті, ол барлық факторлар қолайлы болып тұрған кезде, сол факторлардың біреуінің жетіспеушілігінен популяция санының азаюы байқалады. Мысалы, топыраққа бір микроэлемент жетіспеген тыңайытқышты қосқанмен айтарлықтай жеміс бермейді (тұқымның түсімділік сапасы көтерілмейді). Сондықтан жетіспей тұрған микроэлемент шектеуші фактор болып саналады. Шектеуші факторлардың табиғатын білу ауыл шаруашылығы үшін өте маңызды.

Абиотикалық факторлар бір-бірімен тұрақты түрде қарым-қатынаста болады, организмдердің өздері де осы факторларға күнделікті бейімделген, яғни оларды генетикалық түрғыда бақылап отырады. Мысалы, сыртқы орта температурасының жоғары артуы, ортаның ылғалдылығы жоғары болған жағдайда қатты әсер етеді. Басқаша айтқанда, абиогендік фактордың организмге «қатал» әсерінен екінші бір абиотикалық фактордың төзімділік деңгейінің әсерін көтере алмайды.

Организмдердің тарихи даму барысында күн шығып және түнге алмасуына, жыл мезгілдерінің ауысуына жауап ретінде, яғни Жердің Күнді айналуынан туындаған осындай ырғағына жауап ретінде, оларда тіршілік етуінің ырғағына адаптогенез процесінде биоырғақ деген бейімдеушілік пайда болды. Биоырғақтарының өздеріне тән ерекшіліктері бар, олар ортада өз кезеңімен жүріп жатқан ырғақты процесстерге ілесіп отырады. Ырғақтарды тәуліктік (24 сағаттық) және тәулікпен шамалас деп бөледі, ал тәулікпен шамалас уақыт ол 20 сағаттан 28 сағат аралығы және оны циркадты (латынша cirka — айнала, шамалас, dies — күн) деп атайды.

Адамдарда тәуліктік және циркадты ырғақтар олардың қасиеттеріне және физологиялық процесстеріне (дененің температурасына, артериалды қан қысымына, клетканың митоикалық белсенділігіне, мидың биоэлектрлі белсенділігіне, қан құрамындағы тромбоциттерге және т.б.) қатты әсер етеді. Осы ырғақтар генетикалық тұрғыдан қадағалайды деп шамалайды, себебі нейроспорларда және дрозофилдерде «сағаттық» гендер орналасқан, олар осы организмдерде циркадты ырғақты қысқартады. Сонымен бірге, осы циркадты ырғақтар мРНҚ синтезінде «сағаттық» гендер қатысады және «сағаттық» белоктарда болады, олар «сағаттық» гендердің экспрессиясының ұстап тұруына қатысады. Биоырғақты зерттейтін ғылым саласын хронобиология (грек сөзі chronos — уақыт, logos — ғылым) деп атайды. Биоырғақтың заңдылықтарын білу ауыл шаруашылығында және медицинада аурудың алдын алуда өте маңызды.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: