ABIOTIČKI EKOLOŠKI FAKTORI

U abiotičke čimbenike ubrajamo: temperaturu, vodu i vlažnost, svjetlost, i zrak.

TEMPERATURA

Poznavanje utjecaja temperature na život biljaka i životinja vrlo je važno zbog temperaturnih razlika koje se javljaju u različitim predjelima Zemlje. Na kopnu temperaturne razlike mogu doseći i 150 ˚C. Takvo kolebanje temperature nikad nije zabilježeno na istome mjestu.
Najveća su kolebanja u kontinentalnim, osobito pustinjskim područjima, a najmanja u tropskim područjima. U kopnenim vodama donja granica ne može biti niža od 0˚C, a morima -2,5 ˚C, a najviša temperatura površinske vode oceana ne prelazi 36 ˚C.
Temperatura je važna i za odvijanje svih životnih procesa u organizmu, pa razlikujemo organizme kojima se temperatura mijenja s temperaturom okoliša (sve biljke, i većina životinja) a zovemo ih poikilotermni, i organizmi sa stalnom temperaturom, neovisnom o temperaturi okoliša (ptice i sisavci) koje zovemo homeotermni organizmi.
Neke biljke podnose niske temperature, dok kod nekih takve ekstremne uvijete preživi samo podzemni dio, a nadzemni odumire. Mnoge biljke ne podnose visoke temperature, jer na temperaturama višim od 40 ˚C dolazi do poremećaja u mjeni tvari u stanici. Ubrzavaju se procesi razgradnje, a procesi sinteze se uspore ili čak prestaju.
Poikilotermni organizmi se brže razvijaju na višim temperaturama nego na nižim, npr. papučica se razmnožava jedanput pri 14 do 16 ˚C, a pri temperaturi višoj od 18 ˚C dva puta.
Mnoge poikilotermne životinje mogu svojom lokomotornom aktivnošću održavati stalnu temperaturu (pčele u košnici), ili u nastambama nalaziti povoljnije uvjete nego što su izvan skloništa. Homeotermne životinje se vrlo brzo prilagođavaju promjenama temperature okoliša, jer imaju stalnu tjelesnu toplinu. Dlaka kod sisavaca i perje kod ptica zadržavaju zrak koji je loš vodič topline, i na taj način čuva njihovu tjelesnu toplinu. Od visokih se temperatura neke životinje štite znojenjem. Životinje polarnih krajeva imaju pod kožom debeli sloj masti koji ih štiti od hladnoće (tuljani, kitovi, morževi, pingvini i dr.). Ekstremno niske temperature neke životinje preživljavaju tako što pređu u stanje tzv. zimskog sna ili hibernacije, a ako životinje pređu u takvo stanje uslijed visokih temperatura, onda govorimo o estivaciji.

Zoolog Carl Bergman istraživao je ovisnost veličine homeotermnih organizama i klimatskih zona na Zemlji. Utvrdio je da su jedinke hladnijih predjela veće od onih u toplijim predjelima. U većih životinja je otpuštanje topline manje nego kod njihovih manjih srodnika. To se naziva Bergmanovo pravilo.
Prema Alenovu pravilu, tjelesni nastavci (uške, rep) u hladnijim predjelima su kraći nego u toplijim kako bi se spriječio nepotreban gubitak topline.



VODA I VLAŽNOST

Voda je najvažniji anorganski spoj u prirodi. U biosferi je prisutna u tri agregatna stanja: kao vodena para, voda u tekućem stanju i voda u krutom stanju-led. Voda izgrađuje stanice i cijeli organizam, te sudjeluje u životnim procesima. Ako protoplazma gubi vodu počinju procesi razgradnje, te slijedi smrt stanice ili organizma.
O količini oborina ovise klimatska obilježja staništa. Različiti dijelovi Zemlje bitno se razlikuju po količini oborina. U pustinjama padne manje od 250 mm kiše po četvornom metru, dok u tropskim kišnim šumama padne više od 2000 mm kiše godišnje. U nekim krajevima postoje sušna i kišna razdoblja.
Voda je osobito važna za biljke. Cjelokupni promet vode u biljci ovisi o primanju i provođenju vode. Biljka prima vodu kroz korijen zajedno sa otopljenim mineralnim tvarima iz tla. Voda se zatim provodi kroz provodna tkiva i izlučuje kroz puči na listu. Najveći dio vode (99,5 %) troši se u biljci na održavanje unutarnjeg tlaka u biljnim tkivima (turgor), i hlapljenje (transpiraciju). Strujanje vode kroz biljku pomaže njezinu hlađenju.
Biljke koje žive u suhim staništima, zovu se kserofiti, imaju debele listove i stabljiku punu spremišnog tkiva za vodu. Na njihovim listovima postoji zaštitni sloj od voska ili dlačica koji smanjuje transpiraciju. Korijen biljaka suhih staništa je vrlo dug da bi dosegao vodu u dubljim slojevima tla, ili je površinski (kod kaktusa), prilagođen brzom upijanju vode kad je ima u tlu.
Kaktusi imaju listove preobražene u bodlje, čime je smanjena površina izložena transpiraciji, a fotosintezu obavlja stabljika.

Higrofiti imaju velike listove, vrlo tanke epiderme, s mnogo puči koje su često izbočene. Žive u vlažnim šumama i na livadama (žabnjaci i šaševi). Većina našeg listopadnog drveća i kulturnih biljaka predstavlja prijelazne oblike između kserofita i higrofita, te ih ubrajamo u mezofite (bukva, hrast lužnjak, mrtva kopriva, obični grab…).Biljke koje žive u vodenim ekosustavima, mogu biti u vodi ili na površini vode (lopoč, lokvanj, krocanj) zovu se hidrofiti.

Životinjski su se organizmi različito prilagodili obzirom na količinu raspoložive vode. Razmnožavanje i životni ciklusi nekih životinja vezani su uz vodu i vlagu (npr. komarac malaričar). Tako je voda ograničavajući faktor njihovog života. Na suhom mjestu mogu živjeti životinje kojima je površina tijela od isušivanja zaštićena hitinom, kao kod kukaca, rožnatim slojem kod gmazova, ili izlučivanjem sluzi, kao npr. puževi.
Deve imaju pričuvnu mast u grbi, pa u vrijeme gladovanja razgrađuju pričuvne masti pri čemu oksidacijom nastaje metabolička voda. Zbog ovog procesa, deve mogu izdržati bez vode i po nekoliko mjeseci.


SVJETLOST

Izvor svjetlosti na Zemlji je Sunčevo zračenje. Na površinu Zemlje dopire jedan dio zračenja, veliki dio se apsorbira u prolasku kroz atmosferu, a dio se reflektira od oblaka. Bijela Sunčeva svjetlost složena je od vidljivog i nevidljivog dijela spektra, i oba dijela imaju ekološko značenje. Nevidljivi dio spektra čine ultraljubičaste i infracrvene zrake. Svjetlost je nužna za temeljne biokemijske procese fotosinteze u zelenim biljkama. Količina raspoložive svjetlosti ovisi o zemljopisnoj širini, nadmorskoj visini, godišnjem dobu, dobu dana, oblačnosti, reljefu tla, okolnoj vegetaciji itd. Listovi biljaka koje dobivaju puno svjetlosti debeli su i čvrsti, imaju zaštitne pokrove, a biljke koje obitavaju u sjeni imaju tanke i nježne listove. Na jednoj biljci moguće je naći obadvije vrste listova. Ako se različiti listovi nalaze na istoj biljci ta pojava se naziva heterofilija. Biljke mogu pomicanjem listova iskoristiti više svjetlosti tako da listove rasporede u ravninu, da ne smetaju jedan drugome (bukva i lipa), ili mogu pri jakoj svjetlosti okrenuti listove bridom prema izvoru svjetlosti (jela, smreka).

Neke biljke zahtijevaju jaku svjetlost, pa žive na otvorenom prostoru (trputac, podbijel, breza, ariš i dr.). Na zasjenjenim mjestima žive biljke koje ne zahtijevaju puno svjetlosti (šumarica, bršljan, bukva, smreka i dr. ).

Za životni ciklus biljaka važna je i duljina trajanja dana, tj. broj sati koliko je biljka dnevno osvijetljena. Razlikujemo biljke dugog dana, koje cvjetaju ljeti, kad su dani dugi, i biljke kratkog dana, koje cvjetaju kad su dani kraći. Ova pojava se naziva fotoperiodizam i iskorištava se pri uzgoju biljaka u staklenicima. Osvjetljavajući biljke umjetnom svjetlošću, mogu se uzgojiti dvije ili više generacija biljaka u istoj godini.


Svjetlost utječe i na životinje. Neke su aktivne danju, neke u sumrak, a neke noću. Mnoge su životinje prilagođene životu u potpunoj tami. To su dubokomorske vrste, vrste koje žive u špiljama, te podzemne životinje. Kod njih su oči zakržljale i imaju nedostatak kožnog pigmenta koji štiti kožu od svjetlosti (čovječja ribica-špiljski endem). Životinje koje su aktivne danju nazivaju se diuralne životinje, a one koje su aktivne noću nazivaju se nokturalne (sove i šišmiši). U sumrak su aktivni leptiri sumračnici.

Duljina dana djeluje i na metabolizam i putem hormonske regulacije odrađuje razmnožavanje i životni ciklus. Svjetlost uvjetuje i ponašanje životinja i glede njihove orijentacije u prostoru.


ZRAK

Zrak djeluje na živa bića svojim kemijskim i fizičkim svojstvima.
Kemijski sastav zraka- Zrak je smjesa plinova određenog sastava: 78% dušika, 21% kisika, 0,03% ugljikovog dioksida, malo vodika i drugih plinova. Zbog promjena u kemijskom sastavu zraka dolazi i do promjena u fiziološkim procesima biljaka. Povećanje koncentracije CO2 dovodi do ubrzane fotosinteze. Ako se povećanje nastavi doći će do potpunog prestanka fotosinteze. U vlažnom zraku SO2 prelazi u sumpornu kiselinu H2SO4. Ona oblikuje kisele kiše koje mogu uništiti vegetaciju.

Fizička svojstva zraka- To su vlažnost i zračna strujanja, tj. vjetar. Kretanje zračnih masa posljedica je njihovih različitih temperatura i različitih tlakova. Vjetrovi povećavaju hlapljenje što dovodi do isušivanja biljaka. Mehaničkim pritiskom oštećuju i kidaju biljke, odnose plodno tlo sa staništa na kojima je uništen biljni pokrivač. To se naziva eolskom erozijom (Eol-grčki bog vjetra).

Vjetar je važan pri oprašivanju biljaka i rasijavanju sjemenki. Zračna strujanja važna su i za životinje, osobito one koje lete. Ptice dobri letači (albatrosi, burnice) mogu se satima održavati u zraku prelazeći stotine kilometara.


OSTALI EKOLOŠKI FAKTORI

Edafski činitelji obuhvaćaju fizička, kemijska i biološka svojstva tla (grč. edafos- tlo, zemlja). Tlo je osnovni supstrat iz kojeg biljka uzima hranjive tvari. Neki organizmi žive u tlu, neki se sklanjaju u njega ili u njemu traže hranu. Različita mehanička svojstva tla uvjetovala su prilagodbe u građi nogu kod životinja, pa životinje koje žive na tvrdom tlu imaju smanjenu površinu stopala (kopito, papak). Životinje koje žive na mekanom tlu imaju povećanu površinu stopala. Organizmi koji žive na pijesku imaju rožnate ljuske nastale preobrazbom od krljušti što ima olakšava kretanje po pijesku.
Orografski činitelji su nadmorska visina, reljef, izloženost suncu (ekspozicija) i nagib terena. Ovi činitelji uvjetuje posebne lokalne i ili mikroklimatske osobitosti staništa, koje su važne za organizme koji u njima žive.