Жизнь и среда обитания

Жизнь и среда обитания

Вертьянов С. Ю. 

Основы экологии 

Жизнь каждого организма протекает в сообществе с особями своего вида и с другими видами. Благополучие существ неразрывно связано и с природными условиями. К одной среде организмы в состоянии приспособиться, другая для их существования оказывается невозможной. Окружающая нас жизнь — это упорядоченная и устойчивая система взаимоотношений, соответствующая плану Творца о создаваемом мире, претерпевшему ряд перемен по причине грехопадения человека, совокупность организмов, чутко реагирующих на внешние условия изменениями в популяциях.

В этой главе вы узнаете о закономерностях жизнедеятельности различных сообществ живых существ в разнообразных условиях внешней среды, о факторах, определяющих устойчивость, развитие и смену биологических систем.

Экология как наука. Экологические факторы среды

Предмет и задачи экологии. В общественно-политической и научно-популярной литературе под экологией обычно понимается чрезвычайно узкий аспект этой науки — наличие или отсутствие загрязнений в окружающей среде. Спектр вопросов, изучаемых экологами, значительно шире. Экология (греч. oikos дом, жилище) — наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и взаимодействии их со средой обитания. Термин вошел в науку в середине XIX века, получил широкое распространение через публикации трудов немецкого исследователя Э. Геккеля.

Изучением взаимоотношений организма и среды занимаются и другие науки. Физиология исследует реакции организма на внешние воздействия, этология (наука о поведении) тоже рассматривает взаимодействие существ и среды, а генетика — особенности реакции организма на внешние условия в зависимости от генотипа.

Экология рассматривает природные явления в характерном для нее аспекте. В задачу экологии входит изучение закономерностей расселения популяций на различных территориях, изменения их численности и круговорота веществ, происходящего при их участии, а также исследование цепей получения энергии различными сообществами организмов.

Группу популяций, обитающих на определенной территории и объединенных сетью взаимоотношений, называют сообществом, или биоценозом. Биоценоз составляют, например, организмы леса или пруда. Термин был предложен в 1877 г. немецким зоологом К. Мебиусом. Вместе с неживыми компонентами среды (почвой, водой и пр.) сообщества образуют биогеоценозы, чаще называемые просто экологическими системами. Экология, таким образом, изучает природные объекты на четырех последовательных уровнях: организменном, популяционно-видовом, биоценотическом и экосистемном.

На организменном уровне экологов интересуют характеристики особей, определяющие их численность и распределение в регионах, участие в круговороте веществ, возможность адаптации к различным факторам среды: температуре, влажности, солености воды, освещенности мест обитания. Предметом исследований является состав и количество необходимой пищи, интенсивность фотосинтеза, особенности обмена веществ, а также плодовитость, скорость роста и продолжительность жизни. Этот раздел экологии называют аутоэкологией (греч. autos сам), или "экологией особей".

Популяционная экология изучает возрастной состав популяций, генотипы и фенотипы особей, степень их родства, динамику численности и пространственное расселение популяций. Выяснено, например, что для выживания африканских слонов необходимо стадо не менее чем из 15 особей, для северных оленей нужно стадо в 300-400 голов, а жизнеспособную стаю бакланов составляют 10 тыс. птиц. Численность популяций определяется и другими факторами. Лошади и бизоны только в стаде могут обороняться от хищников, а волки только стаей могут охотиться на крупную добычу. В то же время чрезмерная численность популяции приводит к обострению конкуренции и недостатку пищевых ресурсов.

На биоценотическом уровне экологов интересует видовой состав сообществ, населяющих экосистему. Обычно это сотни и тысячи различных видов. В составе сообществ обитают в тесном взаимодействии животные и растения, грибы, бактерии и вирусы. С течением времени по различным причинам изменяются условия внешней среды, видовой состав сообществ, их пространственное размещение. Исследованием всего комплекса этих явлений занимается экосистемная экология. Подчеркивая тесную связь процессов внутри каждой популяции со всей экосистемой, популяционную и экосистемную экологию иногда объединяют одним термином — синэкология (греч. syn вместе).

Наряду со сложившимися разделами экологии растений и экологии животных бурно развивается новая область — экология микроорганизмов. Гидроэкология изучает водные экосистемы, лесоведение — лесные экосистемы, палеоэкология реконструирует сообщества древних организмов.

Экологические знания позволяют правильно вести промысел ценных животных и рыб, развивать сельское хозяйство и промышленность, не истощая ресурсы и не разрушая природу. Важность таких научных исследований особенно велика в наши дни, когда интенсивное техническое развитие цивилизации стало заметно нарушать сбалансированность природных процессов. Для сохранения окружающей среды свойственный современному человеку однобокий технократический подход в отношениях с природой должен быть заменен на экологическое мышление.

Экологические факторы. Учение об экологических факторах является одним из ключевых биологических разделов экологии. Влияние природной среды на сообщества, популяции, виды и отдельные особи определяется ее компонентами, которые и называют экологическими факторами. Любая группа организмов окружена природной средой, под которой экологи подразумевают все факторы живой и неживой природы. Различают три группы факторов природной среды.

Абиотические факторы обусловлены свойствами неорганического окружения. Сюда относятся компоненты климата: свет, температура, влажность, давление, подводные течения и ветра, долгота дня, смена времен года; химический состав воздуха, воды и почвы, наличие в почве питательных веществ, ее водопроницаемость и влагоемкость; радиационный фон.

Биотические факторы включают отношения между особями внутри вида, а также с особями других видов. Насекомые собирают нектар и переносят пыльцу растений, хищники поедают жертв, бактерии вырабатывают яды, разрушающие клетки живых организмов. Опадающие листья служат пищей и местом обитания насекомым и микроорганизмам.

Важным фактором является количество и качество пищи, ее влияние на плодовитость и продолжительность жизни особей. Выяснено, например, что мелким животным необходимо больше пищи на единицу массы, чем крупным, а теплокровным — больше, чем организмам с непостоянной температурой. Синица лазоревка (11 г) ежедневно потребляет пищу в количестве 30% собственной массы, певчий дрозд (90 г) — 10%, а сарыч (900 г) — всего 4,5%.

Антропогенные факторы включают непосредственное вмешательство человека (охота, рыбная ловля, вырубка лесов и пр.) и загрязнение природы вследствие неразумной хозяйственной деятельности. На обширных территориях человек уничтожает природные сообщества (выжигает и вырубает леса, осушает болота) с целью создания искусственных сельскохозяйственных сообществ — агроценозов. Среди необходимых ему растений и животных человек производит искусственный отбор, резко отличающийся от естественного своими последствиями.

Многие абиотические факторы среды оказывают влияние на скорость протекания биоэнергетических процессов в организмах, воздействие биотических факторов несколько сложнее. Однако для любого экологического фактора можно выделить три зоны действия: оптимальную, зону угнетения и гибели. Так, по фактору среднегодовой температуры северо-запад европейской части России является оптимальной зоной для хвойных деревьев, образующих там основные массивы. Эта же температура является зоной угнетения для лиственных деревьев. Даже мелколиственное растение береза на северо-западе России значительно мельче, чем в средней полосе. Для эвкалиптов и пальм эта зона температур гибельна.

Многие пальмовые растения вырастают до нормальных размеров на черноморском побережье южного берега Крыма, но не приносят в этих условиях жизнеспособных семян. Размножение их в этом регионе возможно только в специальных питомниках с последующей высадкой. Природные условия Причерноморья являются для пальмовых зоной угнетения, их распространение в этом регионе определяется антропогенным фактором.

Действие экологических факторов всегда взаимное. Малое количество азота в почве снижает засухоустойчивость злаков. Обилие пищевых ресурсов повышает устойчивость организмов к климатическим воздействиям. Оптимальная температура позволяет существам расширить диапазон приспособливаемости к недостатку пищи и неблагоприятной влажности. Положительное взаимодействие факторов небезгранично. Плохую освещенность, например, нельзя заменить ни избытком тепла, ни изобилием влаги.

В природе любой фактор может оказаться критическим для распространения вида. Так, если в почве отсутствует малозначимый, на первый взгляд, элемент бор, рост растений будет сильно угнетен или даже невозможен независимо от количества питательных веществ и климатических условий. Если кислотность почвы превышает оптимальную для ржи или пшеницы, то никакие агротехнические мероприятия, кроме раскисливания почвы (например, известкованием), не приведут к повышению урожайности.

Факторы, снижающие жизнеспособность организмов, носят название ограничивающих. Значение ограничивающих факторов впервые было установлено в 1840 г. немецким химиком Ю. Либихом, основателем почвоведения. Изучая влияние на рост растений химических веществ почвы, ученый сформулировал принцип, согласно которому величина и устойчивость урожая определяется веществом, содержащимся в критически малом количестве.

Растение недотрога вянет, если воздух не насыщен водяными парами, а ковыль хорошо переносит засуху. Ручьевая форель благополучно обитает в воде с содержанием кислорода не менее 2 мг/л, но если эта величина падает ниже 1,6 мг/л, форель гибнет. Недостаток кислорода — ограничивающий фактор для форели. Озерные рыбы — карп, сом — приспособлены к жизни в застойных водах с низким содержанием кислорода. Мелкие водоемы в летнюю жару интенсивно прогреваются; с повышением температуры содержание кислорода в воде падает, и никакие рыбы там неспособны обитать. В особенно жаркие годы в водоемах происходят заморы, аналогичные зимним. Летние заморы бывают в Балтийском и Азовском морях. Высокая температура, как и плотный ледяной покров, лишает водных обитателей кислорода.

При распространении видов животных и растений к северу ограничивающим фактором кроме низкой зимней температуры является и сумма эффективных летних температур. Развитие икры форели происходит при температуре не ниже 0°С — это значение служит порогом развития. При температуре 2°С мальки покидают оболочку через 205 дней, при 5°С — через 82 дня, а при 10°С — через 41 день. Произведение температуры на дни развития (сумма эффективных температур) остается у мальков примерно постоянной величиной, равной 410. Для зацветания мать-и-мачехи требуется сумма температур 77, для кислицы — 453, а для земляники — 500. Эти значения ограничивают географическое распространение видов. Для риса и хлопчатника требуется величина 2000-4000, эти культуры не могут расти в средней полосе. Для ячменя достаточно всего 1600-1900, и он благополучно растет в умеренных широтах. Распространение древесной растительности ограничено июльской изотермой 10-12°С, далее лесная зона сменяется тундрой.

В период роста и развития организмы более чувствительны к действию различных факторов. Пределы выносливости для мальков, личинок и яиц обычно уже, чем для взрослых организмов. Лососи благополучно переносят изменения температуры воды от -2°С до +20°С, а их икра развивается только в диапазоне от 0°С до +12°С. Многие виды крабов способны продвигаться по рекам далеко вверх, но их личинки в пресной воде развиваться не могут. Ареал птиц определяется приемлемым для яиц и птенцов климатом. Взрослые гусеницы озимой совки — вредителя зерновых и овощных культур таежной и степной зон — переносят морозы до -11°С, а гусеницы помладше — лишь до -5°С. Очень низкая или очень высокая влажность почвы — ограничивающий фактор для личинок сельскохозяйственного вредителя жука-щелкуна. Для борьбы с этим насекомым проводят осушение или сильное увлажнение почвы, вызывающие гибель личинок.

Ограничивающими для распространения вида могут быть и биотические факторы, например, наличие более сильных конкурентов у хищных животных или недостаток опылителей у растений.

Способность к изменениям в популяциях позволяет организмам несколько сглаживать действие ограничивающих факторов. Приспособляемость организмов всегда носит интегральный характер, существа адаптируются ко всему комплексу экологических факторов, а не к какому-либо одному. Комплекс факторов, необходимых для существования определенного вида, включая его связи с другими видами в экосистеме, называется экологической нишей.

Абиотические факторы среды: свет и влажность

Среди абиотических факторов наибольшее значение имеют климатические факторы: свет, влажность и температура.

Свет. Солнечное излучение — основной источник энергии для большинства организмов планеты. Автотрофные растения используют солнечный свет для построения клеток и тканей. Они преобразуют энергию света в энергию химических связей АТФ, используемых для синтеза органических соединений. В дальнейшем энергия зеленых растений перераспределяется между другими организмами в соответствии с пищевыми отношениями. На синтез биомассы используется до 1% поступающей на Землю солнечной энергии.

В солнечном свете важны три спектральных диапазона, различающихся по биологическому воздействию: ультрафиолет, видимый и инфракрасный свет.

Ультрафиолет с длиной волны менее 0,29 мкм вызывает интенсивную денатурацию биополимеров и губителен для всего живого. Он задерживается озоновым слоем атмосферы, поверхности земли достигает лишь небольшая часть ультрафиолетовых лучей (0,3-0,4 мкм), в небольших количествах полезных животным и человеку. Без них растения приобретают чрезмерно вытянутую форму. Под их воздействием образуется витамин D.

Видимый свет состоит из голубых, зеленых, оранжевых и красных лучей (0,4-0,75 мкм) и составляет большую часть лучистой энергии. Зеленые растения осуществляют фотосинтез органических соединений за счет энергии видимой части спектра. Видимые лучи свободно проходят сквозь облака и воду, поэтому фотосинтез возможен и в пасмурную погоду, и в водоемах на глубине в десятки и сотни метров (у красных водорослей).

Наиболее благоприятны оранжево-красные лучи (0,6-0,7 мкм). Сине-фиолетовые лучи (0,4-0,5 мкм) поглощаются хлорофиллом, каротиноидами и другими компонентами клетки, но они вдвое менее эффективны, чем оранжево-красные. Наименьшую биологическую активность имеют зеленые лучи (0,5-0,6 мкм), они не поглощаются растениями, и большинство растений имеют зеленый цвет.

Инфракрасные лучи (более 0,75 мкм) не воспринимаются глазом человека, но на их долю приходится до 40% общего количества лучистой энергии. Они согревают растения и животных, хорошо поглощаются почвой и водой. Существенная часть инфракрасных лучей, поступающих от Солнца, а также собственное тепловое излучение Земли поглощаются углекислым и некоторыми другими газами, повышая температуру атмосферы и создавая парниковый эффект.

В зависимости от требовательности к количеству света растения могут быть светолюбивыми (хлебные злаки, береза) или теневыносливыми (лесные кустарники, мхи), в лесу они занимают различные экологические ниши — разные ярусы леса.

Животные используют солнце для географической ориентации. Некоторые насекомые способны различать ультрафиолетовые лучи, это позволяет им успешно ориентироваться на местности в облачную погоду. В связи с суточным световым ритмом у большинства животных активность приходится на дневное время, лишь некоторая часть организмов приспособлена к ночному образу жизни — они занимают свою экологическую нишу.

Хемотрофные и часть гетеротрофных организмов способны обходиться без света, они обитают в глубоких слоях почвы, пещерах и океанических глубинах. Для большинства организмов свет необходим, они приспособлены к определенному режиму освещенности. Для существ важны не только длина волны и интенсивность света, но и продолжительность его воздействия.

Фотопериодизм. Весной в организмах включаются физиологические процессы, приводящие к росту и цветению растений, у птиц просыпаются гнездовые инстинкты. С приближением осени растения сбрасывают листву, животные линяют и накапливают жир, птицы сбиваются в перелетные стаи, у насекомых наступает стадия покоя. Сигналом для всех этих изменений служит продолжительность дня, с астрономической точностью определяющая время года. Реакцию организмов на продолжительность дня называют фотопериодизмом.

Если сеянцы березы искусственно освещать более 15 часов в сутки, то они растут непрерывно, если же продолжительность облучения снизить до 10-12 часов, сеянцы сбрасывают листья и переходят в состояние зимнего покоя даже в очень теплом помещении. Изменение окраски и опадание осенних листьев происходит у деревьев в жесткие календарные сроки и не обнаруживает прямой зависимости от погоды. В Европейской части России начало сентября бывает теплее конца августа, тем не менее, листопад всегда начинается в сентябре. Многие листопадные деревья средней полосы — дуб, ива, граб, бук — в южных условиях с длинным днем становятся вечнозелеными.

Насекомые даже при высокой температуре с уменьшением продолжительности дня впадают в состояние зимнего покоя. Если гусеницу бабочки-капустницы содержать в условиях длинного дня, то из куколки быстро выходит бабочка, если продолжительность освещенности сократить до 14 часов в сутки, то даже летом формируется зимующая куколка, которая не раскрывается многие месяцы.

Широко распространенные виды в разных частях ареала по-разному реагируют на продолжительность дня. Рост и развитие личинок у бабочки стрельчатки щавелевой прекращается в районе Сухуми при длине дня 14,5 часов, Витебска — 18, Санкт-Петербурга — 19,5 часов.

Следование организмов ходу собственных биологических часов имеет решающее значение для выживания. Погода зачастую оказывается обманчивой: жаркая осень вдруг сменяется заморозками, а временные похолодания могут случиться и летом, но организмы с непременностью следуют календарю. Биологические часы некоторых растений способны "отсчитывать" годы. Предпосевной обработкой холодом удается сместить стрелки биологических часов семян на год вперед и достигнуть колошения озимых при весеннем посеве, а цветения и плодоношения двулетних растений — уже в первый год.

Изучение фотопериодизма в жизнедеятельности организмов позволило увеличить эффективность использования одомашненных растений и животных. При искусственном освещении в теплицах круглогодично выращиваются овощи, цветы, рассада, повышается яйценоскость на птицефермах.

Фотопериодизм у людей выражается в большей оптимальной продолжительности сна зимой (на 1-2 часа). Эта разница увеличивается при перемещении к полюсу (т.е. с удлинением ночи) и практически не зависит от климата.

Влажность. Биохимические реакции в клетках протекают в водной среде. Вода — прекрасный растворитель, она идеально приспособлена для транспорта питательных веществ, гормонов и вывода продуктов обмена. Поэтому регуляция количества воды в живых организмах составляет их важнейшую физиологическую функцию.

От наличия воды в экосистеме зависит характер ее флоры и фауны. При избытке воды развивается болотная растительность, а ее недостаток формирует пустынный ландшафт. Уровень влажности определяет интенсивность воздействия температурного фактора. Если влажность слишком низка или высока, температура оказывает особенно сильное влияние, а при оптимальной влажности существам легче переносить температуры, близкие к пределам выносливости.

Для обитания в засушливых условиях организмы имеют специальные приспособления. У засухоустойчивых растений развита корневая система (длина корней верблюжьей колючки достигает 16 м), многие из них имеют густое опушение, толстый восковой слой, препятствующие испарению. Саксаул в жаркий период утрачивает листья, осуществляя фотосинтез в зеленых стеблях; влаголюбивые растения в подобных условиях увядают и гибнут. Пустынные животные в качестве источника влаги запасают жир, при окислении которого образуется большое количество воды.

Абиотические факторы среды: температура, радиация, химическое загрязнение

Температура. Этот климатический фактор существенно определяет скорость биохимических реакций в клетках, влияя на большинство физиологических процессов от прохождения нервных импульсов до пищеварения. Слишком высокие или слишком низкие температуры губительны для организма. Высокая температура разрушает биополимеры, белки крови человека денатурируют уже при 41-42°С.

В связи с сезонными переменами климата существа наделены свойством акклимации — возможностью изменять пределы выносливости. С наступлением осени морозоустойчивость растений постепенно повышается (накоплением в клетках углеводов). Весной она резко снижается, и в случае заморозков растения могут погибнуть. У животных при акклимации к зиме меняется шерстяной или перьевой покров, увеличивается жировая прослойка, запасается бурый жир.

В теплое время года включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева, увеличивается количество испарений через покровы и дыхательную систему. Некоторые насекомые, пустынные грызуны и черепахи с наступлением жаркого периода впадают в летнюю спячку.

Птицы и млекопитающие наделены механизмом терморегуляции, поэтому способны переносить значительные перепады температур. Насекомые, пресмыкающиеся, многие звери и растения переходят с наступлением осени в состояние зимнего покоя. Для защиты от переохлаждения количество воды в их организмах снижается, накапливаются углеводы и глицерин. Обмен веществ замедляется. Частота сердечных сокращений у суслика около 300 ударов в минуту, во время спячки — всего 3 удара, температура тела понижается до +5°С. У травяных растений зимуют семена, корневые системы. Клещи, малярийные комары, мухи и многие бабочки зимуют на стадии взрослой особи, а непарный шелкопряд и различные виды тлей — на стадии яйца. Колорадский жук на зимовку уходит вглубь почвы более чем на 1 метр.

Некоторые существа способны к анабиозу — практически полной остановке обмена веществ. Организм полностью обезвоживается, клетки высыхают, меняют форму, но их внутреннее строение не нарушается. При восстановлении благоприятных условий жизнедеятельность возобновляется. Мухи, коловратки и нематоды выдерживают продолжительные понижения температуры до -190°С. В состоянии анабиоза энергия расходуется предельно экономно, резко повышается устойчивость организма.

Поддержание нормальной жизнедеятельности в неблагоприятных условиях требует от существ больших затрат энергии. Виды, обитающие в высоких широтах, наиболее приспособлены к перепадам температур. Тундровые песцы переносят колебания температур от +30°С до -55°С, даурская лиственница выдерживает температуру до -70°С (близ Верхоянска). Животные и растения тропических лесов приспособлены лишь к небольшому диапазону температур, снижение температуры до +5°С для них губительно. Отдельные виды бактерий и водорослей благополучно себя чувствуют в горячих источниках при температуре до +123°С. Однако для большинства организмов наиболее благоприятным является диапазон от +15°С до +30°С.

В воде благодаря ее высокой теплоемкости колебания температуры существенно меньше, чем на суше. Поэтому водные виды менее приспособлены к перепадам температур. Диапазон приспособленности некоторых видов антарктических рыб составляет всего 4°С (от -2°С до +2°С). С повышением температуры до 0°С интенсивность обмена веществ у них вырастает, а при +2°С резко падает, и рыбы впадают в тепловое оцепенение.

В популяциях теплокровных животных с продвижением на север уменьшаются выступающие части (вспомним рис. на с 209) и увеличиваются средние размеры тела. Так, европейский бурый медведь весит 150-280 кг, камчатский — 400-500 кг, а медведи Аляски и острова Вадьяк — около 800 кг. Дело в том, что теплопотери пропорциональны площади поверхности тела, их удельная величина (на килограмм веса) падает с увеличением объема животного (Sшара/Vшара = 3/r).

Многие северные виды животных наделены "чудесной сетью" кровеносных сосудов. В ластах китов и лапах птиц вены расположены вплотную к артериям. Тепло артерий передается венам и возвращается в тело, температура конечностей и теплопотери резко снижаются.

Арктические растения — с преобладанием стелющихся форм, их листья часто подушковидные. Благодаря такой конфигурации растения улавливают больше солнечного света и максимально используют тепло нагретой почвы.

Сообщества наземных организмов характеризуются широтной зональностью — сменой видов при продвижении от экватора к полюсам. Влажные тропические леса переходят в субтропики и далее в листопадный лес умеренного климата и низкорослую тундровую растительность. Типы природных сообществ определенных климатических зон называют биомами. Горные цепи и бассейны крупных рек способствуют проникновению теплолюбивых видов далеко на север. Горы защищают от холодных ветров, а водные массы служат резервуаром тепла, повышающим среднюю температуру почвы и воздуха. Вода обладает большой теплоемкостью, она запасает тепло и длительное время согревает окружающую среду. Создаваемый микроклимат формирует интересное сочетание видов, порой не характерных для данного биома.

Кроме климатических условий на организмы существенно влияют и другие абиотические факторы — радиационный фон и загрязняющие вещества.

Радиационный фон. Высокоэнергетичная радиация способна ионизировать атомы, поэтому ее называют ионизирующим излучением. Часть этого излучения приходит из космического пространства, другая — от радиоактивных пород планеты. Это ядра гелия (альфа-частицы), поток электронов (бета-частицы), гамма- и рентгеновское излучение. Радиационный фон ионизирующего излучения в разных местах планеты отличается в 3-4 раза. Меньше всего он на поверхности моря, а максимален на вершинах гранитных гор из-за меньшей толщины атмосферы и большего количества радионуклидов в гранитных породах.

Наиболее чувствительны к радиации высокоорганизованные животные и особенно человек. Даже небольшое повышение естественного фона приводит к заметному возрастанию частоты мутаций. У высших растений чувствительность к радиации прямо пропорциональна размеру клеточного ядра, содержащего генетическую информацию. У животных определяющую роль играет ранимость отдельных систем. Даже низкие дозы вызывают у млекопитающих повреждение быстро делящейся ткани костного мозга, поскольку в период деления генетический материал особенно уязвим. Неделящиеся нервные клетки повреждаются лишь при высоких уровнях облучения.

Рассеянные в окружающей среде радионуклиды попадают в организмы также при движении по пищевым цепям (почва--растение--растительноядное животное--хищник). Если скорость их радиоактивного распада меньше скорости поступления, то радиоактивные вещества накапливаются в воде, почве, воздухе, постепенно обедняя видовой состав биоценозов. В костной ткани живых существ накапливаются изотопы стронция и цезия, в щитовидной железе — изотопы йода. В зонах с повышенной радиацией благополучно существуют только синезеленые — их находят даже вблизи ядерных реакторов.

Химическое загрязнение. В современном мире важным антропогенным фактором являются загрязняющие вещества, быстро уничтожающие флору и фауну на огромных территориях.

В процессе медеплавления в окружающей среде накапливается сернистый ангидрид, вызывающий кислотные дожди. Вредным отходом теплоэнергетики является диоксид углерода. Другие производства дают ядовитые оксиды азота, соединения меди, ртути, фосфора. Особенно много токсичных выбросов в выхлопных газах автомашин. Экосистемы обширных районов разрушаются утечками нефти при добыче и транспортировке. В результате борьбы с сельскохозяйственными вредителями в почве и воде накапливаются пестициды (лат.pestis вредитель +caedere убивать): инсектициды (лат. insectum насекомое) и гербициды (лат. herbum трава) — средства против насекомых и сорняков. Эти вещества ухудшают свойства почвы и воды — жизненно важных природных компонентов.