Взаимодействие со средой происходит через взаимодействие с экологическими факторами. ЭФ – это те компоненты среды, которые влияют на жизнь организма и организм отвечает на это влияние адаптациями.
Общая классификация подразделяет экофакторы на: вещественные, энергетические, информационные, а также на: живые, косные и биокосные.
А. По элементарному или вещественному критерию выделяют:
А.1. Абиотические экофакторы, или костные компоненты биосистем.
А.2. Биотические экофакторы, или живые компоненты биосистем.
А.2.1. На организменном уровне – структурные элементы клеток (мембраны, хромосомы, органеллы), компоненты тканей, органов, внутренних систем организма, обладающие способностью к самовоспроизводству, то есть синтезируемые только живыми структурами (нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, жиры, витамины).
А.2.2. На популяционно-видовомуровне – популяции особей и биологический вид в целом с соответствующими характеристиками, а также биотическая составляющая условий и ресурсов.
А.2.3. На экосистемном уровне – сообщество организмов разных видов (биоценоз), биотическая составляющая условий и ресурсов.
Б. По структурному принципу или по связям, взаимодействиям, отношениям, имеющимся внутри биосистемы, выделяют:
Б.1. На организменном уровне – молекулярные, внутри-,межклеточные биохимические (метаболические) взаимодействия, нейрогуморальные связи, внутриорганизменные системные отношения.
Б.2. На уровне популяций – внутрипопуляционные взаимодействия выступают в виде гомотопических или простых двусторонних биотических связей, в том числе:
Б.2.1. Антагонистических, например, конкуренция. Б.2.2. Не антагонистических, например, протокооперация.
Б.3. На экосистемном уровне межвидовые взаимодействия проявляются в виде:
Б.3.1. Гетеротипических или относительно простых двусторонних биотических взаимодействий типа антагонистических, например, хищничество, паразитизм. Межвидовых, неантагонистических связей, например, симбиоз.
Б.3.2. Сложных многосторонних экологических отношений типа трофических, топических, фабрических, форических связей в виде пищевых цепей, сетей, экологических ниш.
В. По функциональному принципу экофакторы подразделяют на те, что меняются с определенной периодичностью (цикличностью), причем эти изменения чаще всего обусловлены причинами, лежащими вне земных биогеоценозов, поэтому выделяют:
В.1. Периодически меняющиесяэкофакторы, в том числе:
В.1.1. Первичные периодические факторы, к которым относятся только абиотические (астро- и геофизические – солнечные циклы, космическое излучение, геомагнитное поле Земли и пр.).
В.1.2. Вторичные периодические факторы.
Г. Классификация экофакторов по энергетическому принципу выделяет:
Г.1. Витальные (количественные, энергетические) экофакторы, когда энергетический потенциал экофактора настолько значителен, что способен вмешаться в энергетику биосистемы, изменить ее структурно-функциональнуюорганизацию. Например, связь освещенности и фотосинтеза.
Г.2. Сигнальные (качественные, информационные) экофакторы, действие которых состоит в косвенном влиянии на биосистему. Например, реализуемая через освещенность, пищевой ресурс или умеренные колебания температуры, реакция на погодноклиматический фактор.
Особенности сигнального и витального действия подобны различиям между механизмами реализации нервной и гумораль- но-эндокриннойрегуляции в живом организме. Причем, если витальное (энергетическое, количественное) действие экофакторов соответствует функции нервной системы, то сигнальное (информационное, качественное) действие – эндокринной.
Д. Классификация экофакторов по иерархическому принципу (экофакторы, проявляющиеся в биосистемах определенного уровня организации):
Д.1. Экофакторы, обнаруживающие свое действие на организменном уровне, в частности:
Д.1.1. Органический синтез, трансформация энергии в макроэргические молекулы, обмен веществ.
Д.1.2. Способность к самовоспроизводству и эволюционному развитию.
Д.1.3. Адаптационные изменения на уровне организмов.
Д.2. Проявляющиеся на популяционном уровне:
Д.2.1. Экофакторы, корригирующие абиотические параметры по типу обратной связи, например, изменение температуры в помещении в зависимости от числа присутствующих (компенсация экофакторов).
Д.2.2. Биотические экофакторы, зависящие от численности популяции. Острота внутривидовой конкуренции определяется плотностью популяции, которая, в свою очередь, регулирует общую численность группы по принципу обратной связи через доступность различных ресурсов.
Д.2.3. Перемещения организмов в пространстве приобретают черты расселения только на уровне популяций.
Д.3. Экофакторы, проявляющиеся на экосистемном уровне.
Д.3.1. Биотический круговорот вещества и энергии.
Д.3.2. Биотические межвидовые связи, отношения типа симбиоза, паразитизма, хищничества.
Д.3.3. Экологические сложные взаимодействия, формирующие экологические ниши: трофические, топические и др.
Компенсация экофакторов. Нет фактов, которые с определенностью выводили бы зависимость интенсивности солнечного излучения или скорости ветра от плотности заселения ареала. Однако, если сообщество – это лесной массив или большой город, то внутри такой биосистемы происходит модификация абиотический факторов.
Закономерности действия экологических факторов ºкакими бы разными по природе ни были экологические факторы,результаты их действия приводят к закономерным изменениям в жизнедеятельности организмов, что, в конечном итоге, отражается на численности популяции, вида, разнообразии сообщества.
Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия и в ответных реакциях живых организмов и других биологических систем можно выявить ряд общих закономерностей.
Закон оптимума
Каждый экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы. Как недостаточное, так и избыточное действия фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей.
Правило замещения экологических условий (В.В. Алѐхина)
Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название правила замещения экологических условий. Например, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе.