Abiotické faktory predstavujú neživé zložky prostredia. Sú to podmienky vyjadriteľné ekologickou valenciou pre určitý druh organizmu. K neživým zložkám prostredia patria:
Slnečné žiarenie link
Bez Slnka a jeho žiarenia by na Zemi neexistoval život. Pre organizmy je dôležitá vlnová dĺžka svetla, ktoré na ne dopadá. Čím je vlnová dĺžka menšia, tým má žiarenie väčšiu energiu (každý fotón nesie viac energie). Žiarenie dopadajúce na povrch Zeme rozdeľujeme do troch základných zložiek:
- ultrafialové žiarenie (290–380 nm) – tvorí asi 9 % slnečného žiarenia
- viditeľné svetlo (380–750 nm) – tvorí 45 % slnečného žiarenia
- infračervené žiarenie (nad 750 nm) – tvorí 46 % slnečného žiarenia
Ultrafialové žiarenie link
Ultrafialové žiarenie (UV) nemá pre organizmy význam ako zdroj energie, vysoké dávky sú pre ne letálne. Jeho vplyv na živé organizmy je nepriaznivý, známy je jeho silný mutagénny účinok na genetický materiál. Až 99 % UV žiarenia pred dopadom na zemský povrch zachytí ozonosféra. V súčasnosti jej narúšaním preniká na Zem viac tzv. UV-B žiarenia (vlnová dĺžka okolo 300 nm), čo sa v ľudskej populácii prejavuje zvýšeným výskytom malígnych melanómov (rakoviny kože).
Viditeľné svetlo link
Viditeľné svetlo je pre živé organizmy primárnym zdrojom energie. Jeho pôsobením začínajú primárne procesy fotosyntézy (fotochemická fáza), pričom sa prostredníctvom chlorofylu transformuje do energie chemických väzieb organických zlúčenín. Viditeľné svetlo predstavuje pre mnohé organizmy priamy dráždivý podnet a u rastlín vyvoláva špecifické ohybové pohyby (napr. rast za zdrojom svetla). U živočíchov svetlo spôsobilo rôzne adaptácie očí v závislosti od prostredia. V prírode je pre organizmy dôležitý aj svetelný režim, čiže striedanie dňa a noci a dĺžka denného osvetlenia – tzv. fotoperióda. Organizmy jej prispôsobujú kvitnutie, tvorbu plodov, rozmnožovanie či migráciu.
Z hľadiska aktivity a potreby svetla rozoznávame živočíchy:
- fotofilné (svetlomilné) – aktívne v čase dostatku svetla
- fotofóbne (temnomilné) – aktívne v noci
Rastliny sú citlivé na intenzitu a dĺžku osvetlenia, preto u nich rozoznávame ďalšie ekologické typy:
- heliofilné (slnkomilné) – napr. rastliny púští, stepí a horských oblastí
- heliosciofilné (neutrálne) – napr. trávnaté a lesné spoločenstvá
- sciofilné (tieňomilné) – napr. rastliny najnižšieho lesného porastu
Infračervené žiarenie link
Infračervené žiarenie (IR) sa pri pohltení živými organizmami, vodou a pôdou mení na teplo, ktoré je nevyhnutnou podmienkou priebehu biochemických reakcií (metabolizmu). Toto teplo je nevyhnutné, pretože priamo ovplyvňuje aktivitu enzýmov. Teplota prostredia u rastlín priamo ovplyvňuje priebeh fotosyntézy a rast, a priamo od nej závisí aj aktivita ektotermných (studenokrvných) živočíchov s nestálou telesnou teplotou.
Teplota a dormancia link
Organizmy získavajú teplo z rôznych zdrojov. Primárny zdroj je Slnko, no ďalšími zdrojmi môžu byť aj geotermálna energia z vulkánov alebo minerálne pramene.
Nepriaznivé zmeny podmienok (teplota, svetlo, nedostatok potravy) spôsobujú u mnohých organizmov obdobie fyziologického pokoja, ktoré súhrnne nazývame dormancia. Podľa ročného obdobia a príčiny rozlišujeme jej viaceré formy:
- hibernácia (zimný spánok) – adaptácia na nedostatok potravy a chlad. Začína pri trvalom poklese teploty (u väčšiny druhov pri poklese pod 10 °C). Znižuje sa telesná teplota, spomaľuje sa dýchanie a metabolizmus (napr. medveď, jež, svišť, netopier).
- estivácia (letný spánok) – obdobie pokoja v lete (napr. u púštnych živočíchov), ktorým organizmy prečkávajú horúčavy a nedostatok vody
- diapauza – geneticky a hormonálne riadené zastavenie vývinu a rastu (typické predovšetkým pre hmyz)
- kviescencia – krátkodobá pokojová fáza (strnulosť) vyvolaná priamym vplyvom nepriaznivých podmienok prostredia
Rozdelenie organizmov podľa teploty link
V závislosti od nárokov na teplo delíme organizmy na:
- termofilné (teplomilné) – znášajú a vyžadujú vysoké teploty (napr. agama, paprika)
- psychrofilné (chladnomilné) – vyžadujú nižšie teploty (napr. kamzík, borovica)
- kryofilné – žijú trvalo v prostredí s veľmi nízkou teplotou, často na snehu a ľade (napr. chvostoskoky, ľadové riasy)
Zatiaľ čo väčšina živočíchov je stenotermná, rastliny sú spravidla eurytermné. Ich teplota je bežne o 2–8 °C vyššia ako okolie.
Podľa schopnosti regulovať teplotu tela rozdeľujeme vyššie živočíchy na tri hlavné skupiny:
- homoiotermné (endotermné / teplokrvné) – vtáky a cicavce. Udržiavajú si stálu teplotu tela nezávisle od okolia (cicavce okolo 37 °C, vtáky okolo 40–43 °C). Teplo získavajú z metabolizmu a teplotu regulujú činnosťou svalov, potením, zmenou prietoku krvi či izoláciou (srsť, perie).
- poikilotermné (ektotermné / studenokrvné) – všetky bezstavovce, ryby, obojživelníky a plazy. Ich telesná teplota a úroveň metabolizmu sú priamo závislé od teploty vonkajšieho prostredia. Teplo zachytávajú napríklad vyhrievaním sa na slnku.
- heterotermné – špeciálna skupina endotermných živočíchov, ktoré v čase aktivity udržujú stálu teplotu tela, ale počas zimy (pri hibernácii) ju dokážu radikálne znížiť takmer na úroveň bodu mrazu (napr. netopiere, svište, sysle, ježe).
Ekogeografické pravidlá link
Vo vzťahu ku klíme a teplote prostredia existujú pre živočíchy (najmä teplokrvné) štyri základné ekogeografické pravidlá:
- Allenovo pravidlo (proporcionálne) – v chladnejších oblastiach majú teplokrvné živočíchy výrazne menšie telové výbežky (ušnice, zobáky, chvosty, končatiny), čím znižujú stratu tepla do okolia
- Bergmannovo pravidlo (veľkostné) – v rámci jedného druhu (resp. príbuzných druhov) majú populácie vtákov a cicavcov z chladnejších oblastí v priemere väčšie a mohutnejšie telo (čím dosahujú výhodnejší pomer objemu a povrchu tela pre udržanie tepla)
- Glogerovo pravidlo (o pigmentácii) – živočíchy v teplejších (a vlhkejších) oblastiach sú tmavšie, čo priamo súvisí so zvýšenou tvorbou melanínu v koži (ochrana pred žiarením)
- Hesseho pravidlo – srdce živočíchov z chladných oblastí má relatívne väčšiu hmotnosť ako srdce podobných živočíchov v teplých oblastiach (z dôvodu vyšších nárokov na metabolizmus)
Atmosféra link
Atmosféra – plynný obal Zeme – predstavuje trvalý zdroj chemických látok nevyhnutných pre existenciu života (O₂, CO₂). Skladá sa z niekoľkých vrstiev: troposféry (najspodnejšia vrstva, v ktorej je sústredený život), stratosféry, ionosféry a exosféry. Ovplyvňuje živé organizmy svojím chemickým zložením a fyzikálnymi vlastnosťami (teplota, tlak, prúdenie). Prúdenie vzduchu aktívne využívajú anemochórne (vetroopelivé) rastliny na svoje rozmnožovanie.
Atmosféra obsahuje 78 % dusíka, 21 % kyslíka, asi 0,03 % oxidu uhličitého, ozón, vodné pary, prachové častice a rôzne nečistoty. Pre živé organizmy je kľúčový pomer medzi kyslíkom a oxidom uhličitým, pretože kyslík je nevyhnutný pre dýchanie a oxid uhličitý pre fotosyntézu rastlín.
Atmosférický dusík (N₂) je v atmosfére percentuálne najviac zastúpený (tvorí takmer 80 % všetkých plynov), ale keďže vytvára silné molekuly, v takejto plynnej forme je pre väčšinu organizmov a rastlín priamo nevyužiteľný. Pri elektrických výbojoch v atmosfére (blesky) sa mení na oxidy dusíka, ktoré s vodou vytvárajú kyselinu dusičnú a dusitú. Pre rastliny dokážu atmosférický dusík fixovať do využiteľnej formy symbiotické hľuzkotvorné baktérie (napr. rod Rhizobium nachádzajúci sa na koreňoch rastlín z čeľade bôbovité).
Kyslík link
Kyslík (O₂) sa do atmosféry dostáva predovšetkým ako produkt fotosyntézy zelených rastlín. Podľa potreby kyslíka rozoznávame organizmy:
- aeróbne – potrebujú k svojmu životu kyslík na látkovú premenu (väčšina organizmov)
- anaeróbne – kyslík je pre ne jedovatý a energiu získavajú kvasením (napr. niektoré obligátne anaeróbne baktérie)
Väčšina organizmov k svojmu metabolizmu potrebuje vzdušný kyslík. Ten je v atmosfére v neustálom pohybe, lebo je spotrebovávaný pri dýchaní a do atmosféry dopĺňaný pri fotosyntéze rastlín. Narušenie stability obsahu kyslíka v atmosfére by mohlo nastať ako dôsledok mohutného odlesňovania dažďových pralesov alebo znečistenia morských ekosystémov (morské riasy sú totiž tiež významným producentom atmosférického kyslíka).
Oxid uhličitý link
Oxid uhličitý (CO₂) je priamy zdroj uhlíka na tvorbu organických zlúčenín v telách živých organizmov (zabudováva sa v procese fotosyntézy). Do atmosféry sa prirodzene dostáva ako produkt dýchania rastlín a živočíchov, či činnosťou pôdnych mikroorganizmov. Vplyvom antropogénnej činnosti človeka (najmä spaľovaním fosílnych palív a priemyselnou činnosťou) však jeho množstvo v atmosfére neustále stúpa.
Ozón link
Ozón (O₃) je bezfarebný plyn, ktorý vo výške 12–50 km nad zemským povrchom tvorí vrstvu nazývanú ozonosféra. Ozonosféra zachytáva veľkú časť UV žiarenia Slnka. Túto vrstvu negatívne poškodzujú plyny ako freóny, halóny, tetrachlórmetán a trichlórmetán. Stenčenie vrstvy (ozónová diera) je mimoriadne nebezpečné z hľadiska prenikania vyššieho množstva UV-B žiarenia (vlnová dĺžka okolo 300 nm), čo sa v ľudských populáciách prejavuje zvýšeným výskytom malígnych melanómov.
Nečistoty link
Nečistoty sa v atmosfére objavujú v čoraz väčšom množstve v priamej závislosti od rozvoja priemyselnej činnosti a pôsobia nepriaznivo na jedincov i celé ekologické systémy. Podľa pôvodu ich rozdeľujeme na:
- emisie – sú kvapalné, plynné aj tuhé látky, ktoré unikajú priamo z určitého zdroja (oxid siričitý, oxidy dusíka, oxid uhoľnatý, sírovodík, fluór, chlór, zlúčeniny olova a iné). Majú mutagénny účinok alebo spôsobujú tzv. kyslé dažde.
- imisie – vznikajú vzájomnými reakciami medzi rôznymi nečistotami v ovzduší, pri styku s pôdou alebo s vodou, pričom podliehajú chemickým zmenám a dopadajú na zemský povrch.
Hydrosféra link
Voda je absolútnym základom života na Zemi a je súčasťou každej bunky. Plocha morí a oceánov zaberá približne 70 % zemského povrchu. Voda je v neustálom obehu, ktorý nazývame hydrologický cyklus. Z hľadiska objemu slaná voda morí a oceánov tvorí až 97 % všetkej vody na Zemi, zatiaľ čo sladká voda len asi 2 %. Voda sa zúčastňuje všetkých dôležitých procesov prebiehajúcich v ekologických systémoch. Ako rozpúšťadlo podmieňuje procesy látkovej premeny a mnohých reakcií sa priamo zúčastňuje (napr. tvorba organickej hmoty v procese fotosyntézy a jej premena v potravových reťazcoch). Pre mnohé rastliny, živočíchy či mikroorganizmy je voda priamo životným prostredím. Najmenšie nároky na vodu zo živočíchov má púštny hmyz.
Rastliny podľa nárokov na vlhkosť prostredia rozdeľujeme na rôzne ekologické typy:
- hydrofyty – rastliny viazané na vodné prostredie
- hygrofyty – rastliny viazané na vlhké až bahnité pôdy
- mezofyty – rastliny vyžadujúce mierne vlhké prostredie
- xerofyty – rastliny rastúce v suchých oblastiach
Voľná voda sa nazýva pelagiál. Organizmy v nej vytvárajú rôzne spoločenstvá a zóny:
- planktón – drobné mikroskopické organizmy voľne unášané vodou
- nektón – rozmerovo väčšie živočíchy, ktoré sa vo vode aktívne pohybujú (využívajú jej hustotu a viskozitu)
- pleustón – súbor živočíchov žijúcich na hladine a využívajúcich povrchové napätie vody (napr. pavúky, korčuliarka, niektoré chrobáky)
- hyponeustón – organizmy prichytené a žijúce na spodnej strane blanky tesne pod hladinou vody (napr. larvy komárov, bzdochy)
- bentos – bentické živočíchy, ktoré obývajú priamo dno vôd (bentál)
- stygon – spoločenstvá a ekosystémy podzemných vôd
Dôležitou vlastnosťou vody, ktorá ovplyvňuje druhové zloženie, je jej slanosť (salinita). Je určená najmä obsahom katiónov Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, K⁺ a aniónov Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, Br⁻ a F⁻. Miesta, kde sa sladká voda mieša so slanou (napríklad ústia riek do morí), sa nazývajú brakické vody. Najväčšiu salinitu má Mŕtve more a Veľké slané jazero v USA. Podľa nárokov na salinitu vody rozlišujeme organizmy slanomilné a sladkomilné.
Pedosféra a pôda link
Pedosféra je pôdne prostredie, ktoré tvorí vrchnú vrstvu zemskej kôry. Pôda vzniká z litosféry pôdotvorným procesom (zvetrávaním materskej horniny), a práve preto litosféra priamo určuje jej anorganické chemické a fyzikálne vlastnosti. Pôda je pre suchozemské rastliny základným zdrojom vody a anorganických látok potrebných pre rast a vývin. Svojimi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami určuje vodný režim rastlín a hydrologický cyklus celých ekosystémov. Významná je aj jej schopnosť rozkladať niektoré toxické látky na neškodné.
Pôdne zložky sa delia na dve hlavné kategórie:
- anorganická časť – tvoria ju minerálne častice rôzneho tvaru a veľkosti, ktoré určujú zrnitosť (textúru) pôdy a pôdnu vodu so vzduchom
- organická časť – rozdeľujeme ju na neživú zložku – humus (súbor odumretých a rozkladajúcich sa tiel rastlín a živočíchov, bohatý na živiny; vzniká procesom humifikácie) a živú zložku – edafón (súhrn všetkých živých pôdnych organizmov)
Rozdelenie pôd podľa pôvodu:
- eluviálne pôdy – vznikli na mieste zvetrávania pôvodnej materskej horniny
- deluviálne pôdy – tvorí ich materiál premiestnený z iného miesta. Patria sem usadeniny (premiestnené vodou), spraše (naviate vetrom), glaciálne usadeniny (premiestnené ľadovcom) a koluviálne sedimenty (premiestnené vplyvom gravitácie, napr. zosuvmi).
K najdôležitejším vlastnostiam pôdy patrí jej pH faktor:
- kyslá pôda – slabo kyslá (pH < 6,6) až veľmi silne kyslá (pH < 3,5)
- neutrálna pôda – pH od 6,6 do 7,3
- zásaditá pôda – slabo zásaditá (pH > 7,3) až veľmi silne zásaditá (pH > 9,0)
