Окружающая среда, условия существования, понятие о факторах

     Экологические факторы действуют на организмы  по-разному. Они могут выступать  как раздражители, вызывающие приспособительные  изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие  невозможность существования тех  или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфологические  и анатомические изменения организмов. 
 

Закон оптимума

     Закон оптимума (в экологии) — любой  экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния  на живые организмы.

     Результаты  действия переменного фактора зависят прежде всего от силы его проявления, или дозировки. Факторы положительно влияют на организмы лишь в определенных пределах. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно.

     Зона  оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности. Отклонения от оптимума определяют зоны пессимума. В них организмы испытывают угнетение.

     Минимально  и максимально переносимые значения фактора — это критические  точки, за которыми организм гибнет.

     Закон оптимума универсален. Он определяет границы  условий, в которых возможно существование  видов, а также меру изменчивости этих условий. Виды чрезвычайно разнообразны по способности переносить изменения факторов. В природе выделяются два крайних варианта — узкая специализация и широкая выносливость. У специализированных видов критические точки значения фактора сильно сближены, такие виды могут жить только в относительно постоянных условиях. Так, многие глубоководные обитатели — рыбы, иглокожие, ракообразные — не переносят колебания температуры даже в пределах 2-3 °C. Растения влажных местообитаний (калужница болотная, недотрога и др.) моментально вянут, если воздух вокруг них не насыщен водяными парами. Виды с узким диапазоном выносливости называют стенобионтами, а с широким — эврибионтами. Если нужно подчеркнуть отношение к какому-либо фактору, используют сочетания «стено-» и «эври-» применительно к его названию, например, стенотермный вид — не переносящий колебания температур, эвригалинный — способный жить при широких колебаниях солености воды и т. п. 

Три кардинальные точки 

1 — минимум, 2 —  оптимум, 3 — максимум 

оптимальную величину фактора — это точка  оптимума ; впрочем, обычно трудно определить оптимальное значение фактора с достаточной точностью, чаще говорят озоне оптимума или — в более широком значении — зоне комфорта. -точки, минимума и максимума составляют три кардинальные точки, определяющие возможности реакции организма на данный фактор. Крайние участки кривой, выражающие состояние угнетения при резком недостатке или избытке фактора, называют о б л а с т я м и пессимума; им соответствуют пессимальные значения фактора. Вблизи критических точек лежат суб- летальные величины фактора, а за пределами зоны толерантности — летальные.

 

Диапазон  действия экологических  факторов

Благоприятный диапазон действия экологического фактора  называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения. Максимально и минимально переносимые  значения фактора - это критические  точки, за пределами которых существование  организма или популяции уже  невозможно.

     В соответствии с законом толерантности  любой избыток вещества или энергии  оказывается загрязняющим среду  началом. Так, избыток воды даже в  засушливых районах вреден и вода может рассматриваться как обычный  загрязнитель, хотя в оптимальных  количествах она просто необходима. В частности, избыток воды препятствует нормальному почвообразованию в  черноземной зоне.

      Виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические  условия, называют стенобиотными, а виды, приспосабливающиеся к экологической обстановке с широким диапазоном изменения параметров, - эврибиотными.

     Среди законов, определяющих взаимодействие индивида или особи с окружающей его средой, выделим правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма. Оно утверждает, что вид  организмов может существовать до тех  пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует  генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. 

Закон минимума Ю. Либиха 

     Живой организм в природных условиях одновременно подвергается воздействия не одного, а многих экологических факторов. Причем любой фактор требуется организму  в определенных колическах/дозах. Либих установил, что развитие растения или его состояние зависит не от тех химических эл-в, которые присутствуют в почве в достаточных кол-вах, а от тех, которых не хватает. Если любого, хотя бы одного из элементов питания в почве меньше, чем требуется данным растениям, то оно будет развиваться ненормально, замедленно, или иметь патологические отклонения.

     Закон минимума Ю.ЛИБИХА - концепция, согласно которой существование и выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.

     Согласно  закону минимума жизненные возможности  организмов лимитируют те экологические  факторы, количество и качество которых  близки к необходимому организму  или экосистеме минимуму.  

Закон Либиха:

Веществом, присутствующим в минимуме, управляется  урожай, определяется его величина и стабильность во времени. В начале 20 века американский ученый Шелфорд показал, что вещ-во или любой другой фактор, присутствующий не только в минимуме, но и в избытке по сравнению с требуемым организму уровнем, может приводить к нежелательным последствия для организма. Пример: если поместить к-либо растение/животное в экспериментальную камеру и измерять в ней температуру воздуха, то состояние организма будет изменяться.

     При этом выявляется некоторый наилучший, оптимальный для организма уровень  данного фактора, при котором  активность (физиологическое состояние) будет максимально. Если разные факторы  будут отклоняться от оптимального в большую/меньшую сторону, то активность будет снижаться. При достижении некоторого max/min значения фактор станет несовместимым с жизненными процессами, в организме произойдут изменения, ведущие к смерти. Аналогичные результы можно получить в экспериментах с изменением влажности, содержания различных солей в воде, кислотности, концентрации различных вещ-в и др.

     Чем шире амплитуда колебания фактора, при которой организм может сокращать  жизнеспособность, тем выше его устойчивость (толерантность) к тому или иному  фактору.

Закон Блекмана

Общее влияние лимитирующих факторов может  превысить суммарный дополнительный эффект от влияния других факторов. 

Закон толерантности Шелфорда 

Если  в среде, являющейся совокупностью  взаимодействующих факторов, есть такой  фактор, значение которого меньше определенного  минимума или больше определенного  максимума, то проявление активной жизнедеятельности  организма в этой среде невозможно.

     Минимальное и максимальное значения этого фактора выступают в роли ограничивающих (лимитирующих). Расстояние между двумя пессимумами - зона толерантности.

     Толерантность - выносливость вида по отношению к  колебаниям какого-либо экологического фактора. Толерантные виды - виды, устойчивые к неблагоприятным условиям среды.

Закон толернатности был дополнен в 1975г Ю.Одумом.

     Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и  узкий диапазон в  отношении другого.

     Организмы с широким диапазоном толерантности  в отношении всех экологических  факторов обычно наиболее распространены

     Если  условия по одному экологическому фактору  не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться и  в отношении других экологических  факторов (например, если содержание азота  в почве мало, то требуется больше воды для злаков)

     Диапазоны толерантности к отдельным факторам и их комбинациям различны.

     Период  размножения является критическим  для всех организмов, поэтому именно в этот период увеличивается число  лимитирующих факторов.   

 

 
 

 
 
 
 
 

  Литература

1. Агроэколоргия. Под ред. В.А. Черникова А.И. Черкесова. М.; Колос 2000г.

2. Экология. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Учебник для ВУЗов - М.; ЮНИТИ 1998г.

3. Сельскохозяйственная  экология. Иволин В.М. учебное пособие. Новочеркесск 1991г.

4. Экология. Николайкин Н.И. и др. М.; Дрофа 2003

5. Одум Ю. Экология. М.: Мир. 1986.

6. Шилов  И.А. Экология. М.: Высшая школа. 2000. 

7. Oстроумов С.A. Введение в биохимическую экологию. 1986. М.