Najogólniej i najbardziej całościowo można przyjąć, ze środowiskiem życia każdego żywego organizmu są warunki klimatu panujące na Ziemi oraz jest wszystko to, co jest materią nieożywioną budującą Ziemię i cały świat. Każdy gatunek wymaga odpowiednich warunków, w których potrafi żyć i się rozmnażać. Środowisko życia na Ziemi jest bardzo zróżnicowane. Nie ma chyba jednak takiego miejsca na naszej planecie, w którym nie żyją jakieś organizmy. Są takie rośliny i zwierzęta, które w toku ewolucji przystosowały się do życia w bardzo specyficznych warunkach (np. niedźwiedź biały żyjący w wielkich mrozach czy koala mogący przetrwać tylko tam, gdzie rosną eukaliptusy), inne z kolei potrafią przystosować się do życia w wielu różnych miejscach ( np. psy, wróble czy trawy). Dzięki ewolucji organizmy żywe są bardzo zróżnicowane. Istnieje nierozerwalna, bardzo silne powiązanie pomiędzy środowiskiem naturalnym a każdym organizmem, które w nim żyje i które je tworzy.

Każde środowisko naturalne ma właściwe dla siebie warunki, na które składają się czynniki abiotyczne i czynniki biotyczne.

Do czynników abiotycznych (fizykochemicznych) zalicza się czynniki nieożywione, czyli występowanie wody, temperatura, ciśnienie, ilość docierającego tam światła itd.

Czynniki biotyczne to czynniki związane z występującymi tam organizmów żywych, na przykład szata roślinna, organizmy konkurujące o pożywienie, drapieżniki czy pasożyty. Dany organizm musi być więc przystosowany do istnienia w środowisku o specyficznych warunkach biotycznych i abiotycznych. Mają więc odpowiednie uwarunkowania genetyczne, dzięki któremu potrafią istnieć w wybranych warunkach. Na drodze ewolucji zostały wykształcone takie cechy organizmów, które pomagają im przeżyć w środowisku, jaki "wybrały sobie" do życia jako gatunek.

Aby prawidłowo się rozwijać i rozmnażać, każdy organizm musi mieć wystarczający dostęp do potrzebnych dla siebie warunków i substancji. Już w XIX wieku niemiecki naukowiec J. Liebig stworzył teorię, która mówi, że rozwój organizmu zależy przede wszystkim od tego czynnika, to znaczy od takiej substancji, której jest najmniej w jej środowisku. Prawo to nazwano "prawem minimum". Liebig udowodnił badając rozwój roślin, ze wystarczy brak jednego potrzebnego organizmowi składnika, na przykład azotu, w środowisku a organizm przestaje dobrze funkcjonować nawet jeśli zapewni mu się bardzo wysoki poziom innych składników. Taki składnik, którego jest za mało albo którego całkiem brakuje, jest więc czynnikiem, który ogranicza rozwój organizmu żywego.

Organizmy żywe różnią się nawet pod względem odporności na wszelkie trucizny. Istnieje pewna liczba pierwiastków, które w minimalnych ilościach są wręcz niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu, np. selen i cynk, miedź czy też fluor ale w za dużych stężeniach mogą one stać się truciznami. Różne organizmy mają różny zakres tolerancji poziomu tych substancji.

Różne organizmy mają zróżnicowane wymagania względem czynników środowiska, mają też inny zakres tolerancji zmian tych czynników. Zdolność adaptacji do zmieniających się warunków środowiskowych nazywa się tolerancją ekologiczną. Zakres tolerancji ekologicznej to rozpiętość zmian czynnika, do których organizm potrafi się przystosować. Zakres tolerancji ekologicznej może zmienić się u niektórych gatunków w czasie ich rozwoju ontogenetycznego.

Gatunki eurytopowe (nazywane eurybiontami) to gatunki o szerokim zakresie tolerancji ekologicznej. Gatuniki stenotopowe (nazywane stenobiontami) to gatunki o małej tolerancji wobec zmieniających się czynników środowiska, np. pstrąg potokowy i świstak.

Przedrostki eury -(szeroki) lub steno - (wąski) dodaje się do następujących nazw na grupy roślin i zwierząt:

Eury- lub stenotermiczyny - odnośnie temperatury

Eury- lub stenohydryczny - odnośnie wody

Eury lub stenohalinowy - odnośnie zasolenia

Eury lub stenofagiczny- odnośnie pokarmu

Eury lub stenotopowy- odnośnie typów siedlisk itd.

Gdy organizmy funkcjonują przy niskich wartościach czynnika, opisując organizm dodaje się przedrostek OLIGO-. Jeżeli tolerują jedynie wysokie wartości wybranego czynnika, dodaje się przedrostek POLI-.

CHARAKTERYSTYKA CZYNNIKÓW ABIOTYCZNYCH:

Gęstość ośrodka - to wartość, która jest zdecydowanie inna w środowisku wodnym a inna w środowisku lądowym. Gęstość wody jest o wiele (nawet kilkaset razy) wyższa niż gęstość powietrza. Woda stawia więc o wiele większy opór zwierzętom, które się w niej poruszają. Czynnie poruszające się w środowisku wodnym zwierzęta aby poruszać się w niej sprawnie przyjęły w drodze ewolucji opływowe kształty. Grupa organizmów wodnych jest bardzo duża i zróżnicowana, przybierają one różne rozmiary, od maleńkich mikroorganizmów po ogromne zwierzęta takie jak płetwal błękitny, którego samce mogą mieć długość sięgającą 31 m, mogą ważyć nawet 200 ton. Jednak jeżeli mają opływowe kształty potrafią bardzo sprawnie się w wodzie poruszać.

W środowisku lądowym powietrze stawia poruszającym się organizmom o wiele mniejszy opór. Dla zwierząt naziemnych zachowanie opływowych kształtów nie jest więc aż tak ważne. Częściej wykształcają one takie wytwory ciała jak rogi które chronią przed napastnikami. Kształty zwierząt lądowych są bardzo zróżnicowane i są przystosowaniami do wielu czynników środowiska. Organizmy lądowe zmuszone są do wytworzenia u siebie wzmocnionych struktur szkieletu i mięśni tak, aby zachować swój kształt i aby nie ulec łatwemu zniszczeniu. Rośliny wytwarzają tkanki wzmacniające.

W powietrzu jest o wiele trudniej się utrzymać niż w wodzie, która ma większą od powietrza gęstość i wyporność. Niewiele grup zwierząt, takie jak owady, zdecydowana większość ptaków i nietoperze, przystosowało swoją budowę do aktywnego lotu.

Energia świetlna -promieniowanie słoneczne to najważniejsze źródło energii na Ziemi, od którego zależy istnienie wszelkiego życia na naszej planecie. Promieniowanie słoneczne ma bardzo szeroki zakres. Jednak tylko niewielki wycinek tego promieniowania, czyli światło widzialne, aktywne w procesie fotosyntezy, może być wykorzystane przez organizmy żywe.

Fotosynteza jest procesem uzależnionym od istnienia energii słonecznej. Cały rytm życia roślin, ale i zwierząt, zależy od rytmu nasłonecznienia Ziemi. Zmniejszanie i zwiększanie aktywności życiowej zależnie od nasłonecznienia lub jego braku, nazywane jest fotoperiodyzmem.

Organizmy żyjące w miejscach, gdzie dociera mało promieni świetlnych, na przykład na dużych głębokościach w wodzie (na przykład krasnorosty), przystosowane są do korzystania z niebieskozielonej części promieniowania słonecznego. Posiadają cząsteczki barwników, dzięki którym wychwytywanie tego zakresu promieniowania świetlnego jest możliwe.

TEMPERATURA - jest to bardzo istotny czynnik mający duży wpływ na każde życie i działający w sposób ograniczający na organizmy występujące na Ziemi.

Większość organizmów żyjących na naszej planecie żyje w strefach geograficznych, w których średnie temperatury mieszczą się pomiędzy 0 a 30 stopniami Celsjusza. Poniżej 0 stopni Celsjusza zamarza woda słodka. Powyżej górnej, dla istnienia większości form życia, granicy temperatury (czyli około 40-50 stopni C) zachodzi nieodwracalny proces denaturacji białek.

Dla każdego gatunku określa się najniższą wartość temperatury, tak zwane minimum, poniżej której umierają z wychłodzenia i najwyższą możliwą wartość temperatury, czyli maksimum, powyżej którego organizmy giną. Optimum termiczne zawiera się pomiędzy tymi skrajnymi temperaturami.

Istnieją dwie grupy organizmów zwierzęcych w różny sposób przystosowanych do zmian temperatury w środowisku. Wyróżnia się:

  • zwierzęta zmiennocieplne, które mają temperaturę ciała zbliżoną do temperatury panującej na zewnątrz. Największą ich liczba występuje w klimacie okołorównikowym, ponieważ mają tam szansę być aktywne przez cały rok.
  • zwierzęta stałocieplne to organizmy mające bardzo wysokie tempo metabolizmu. Tak wysokiemu tempu metabolizmu towarzyszy wysokie zużyciu energii oraz duża produkcja ciepła. Zwierzęta stałocieplne zasiedlają tereny chłodne częściej niż organizmy zmiennocieplne. Stałocieplne zwierzęta potrafią utrzymać stałą temperaturę ciała nawet w niskich temperaturach koła podbiegunowego.

Istnieje wiele zwierząt, które wykształciły zdolność niedopuszczania do utraty ciepła, w nawet bardzo zaskakujący sposób. Niektóre z nich mają umiejętność wpadania w stan do hibernacji, czyli do popadania w stan odrętwienia na czas pogorszenia się warunków klimatycznych. Potocznie hibernację taką nazywa się snem zimowym. Innym typem hibernacji jest tak zwana estywacja, czyli sen letni, na który zapadają zwierzęta w klimacie podzwrotnikowym i gorącym.

Wiele zwierząt potrafi żyć w warunkach temperaturowych daleko wykraczających poza średnie. Chyba najbardziej odpornymi na zmiany temperatury są niesporczaki, małe zwierzęta żyjące w mule dna jezior. Dzięki otaczającej je cyście potrafią wytrwać w temperaturach pomiędzy skrajnie niskimi a daleko przekraczającymi 50 stopni Celsjusza. Jaja Pingwina cesarskiego odnaleziono na Arktyce w temperaturze niższej niż 70 stopni Celsjusza. Ropuchy chowają się w głębokich podziemnych jamach, tak głębokich, ze nie docierają do nich niskie temperatury panujące na powierzchni ziemi. Rana sylvatica jest gatunkiem żaby, który potrafi przetrwać mrozy zamarzając. Jej ciało zamarza na kamień, ponad połowa tkanek jej ciała zamarza. Po ociepleniu środowiska zewnętrznego żaba powraca do normalnego funkcjonowania.

Poziom temperatury ma również duży wpływ na rozwój organizmów roślinnych. Dla roślin bardzo ważna jest woda. Wysokie temperatury środowiska powodują bardzo intensywne parowanie wody i duże jej braki w organizmie roślinnym. W niskich temperaturach woda zamarza a wtedy rośliny nie mogą z niej korzystać. Wiele drzew okrytozalążkowych, które rosną na obszarach z okresami niskich temperatur, zrzuca więc liście i przechodzi w stan spoczynku zimowego.

Ciśnienie - siła nacisku działająca na wszystkie powierzchnie. Wyróżnia się ciśnienie atmosferyczne jakie panuje w atmosferze ziemskiej i ciśnienie hydrostatyczne, jakie panuje w zbiornikach wodnych. Wysokie ciśnienie, jakie panuje w głębinach wielu wodnych zbiorników, nie wpływa korzystnie na funkcje życiowe organizmów. Są jednak takie zwierzęta, które potrafią nurkować na głębokości nawet do 1570 metrów w głąb zbiorników wodnych, gdzie ciśnienie jest nawet 150 razy wyższe niż na powierzchni.

Woda - bardzo ważny, konieczny do życia składnik każdego organizmu, warunkuje istnienie wszelkiego życia na Ziemi. Około 70-80% masy tkanek większości organizmów żywych stanowi woda.

Woda to kluczowy czynnik ograniczający występowanie poszczególnych gatunków na danym obszarze. Na terenach ubogich w wodę organizmy przystosowały się do życia, najczęściej wykształcając umiejętność magazynowania wody lub ograniczając jej utratę z organizmu.

Rośliny przystosowujące się do różnych warunków z różnym dostępem do wody, dzieli się na następujące grupy ekologiczne:

hydrofity, higrofity, mezofity oraz kserofity.

Kserofity- rośliny mogące żyć w siedliskach suchych. Kserofity dzielimy na:

Sklerofity: suchorośla takie jak trawa wydmuchrzyca piaskowa.

Sukulenty: rośliny magazynujące w swoich tkankach wodę: kaktusy, rośliny grubszowate.

Hydrofity- rośliny wodne np. gąbka rogatek,

Higrofity- rośliny lubiące dużą wilgotność środowiska (np. zawilec gajowy).

Nisza ekologiczna to jakby całokształt zasobów środowiska, o które jeden gatunek konkuruje z innymi gatunkami mieszkającymi w tym samym terenie. O zaistnienie w danej niszy ekologicznej konkurują różne gatunki, które mają cechy umożliwiające im przetrwanie w podobnym środowisku. Gatunki lepiej przystosowane wypierają często organizmy o mniejszym stopniu przystosowania do danego środowiska. Biolog G.F Gause sformułował tak zwaną zasada Gausego, mówiącą o tym, że żadne dwa gatunki, z pewnymi wyjątkami, nie mogą dzielić ze sobą tej samej niszy.

Większość gatunków zasiedla więc różne nisze ekologiczne, żeby nie musieć ze sobą stale konkurować.