Фактор выходящий за пределы выносливости называется. Взаимодействие факторов

Факторы окружающей среды всегда действуют на организмы в комплексе. Причем результат не является суммой воздействия нескольких факторов, а есть сложный процесс их взаимодействия. При этом изменяется жизнеспособность организма, возникают специфические адаптивные свойства, которые позволяют ему выжить в тех или иных условиях, переносить колебания значений различных факторов.

Влияние экологических факторов на организм можно представить в виде схемы (рис. 94).

Наиболее благоприятная для организма интенсивность экологического фактора называется оптимальной или оптимумом.

Отклонение от оптимального действия фактора приводит к угнетению жизнедеятельности организма.

Граница, за пределами которой невозможно существование организма, называется пределом выносливости.

Эти границы различны для разных видов и даже для разных особей одного вида. Например, вне пределов выносливости для многих организмов находятся верхние слои атмосферы, термальные источники, ледяная пустыня Антарктиды.

Фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма, называется ограничивающим.

Он имеет верхний и нижний пределы. Так, для рыб ограничивающим фактором является вода. Вне водной среды их жизнь невозможна. Понижение температуры воды ниже 0 °C является нижним пределом, а повышением выше 45 °C – верхним пределом выносливости.

Рис. 94. Схема действия экологического фактора на организм

Таким образом, оптимум отражает особенности условий обитания различных видов. В соответствии с уровнем наиболее благоприятных факторов организмы подразделяются на тепло– и холодолюбивые, влаголюбивые и засухоустойчивые, светолюбивые и теневыносливые, приспособленные к жизни в соленой и пресной воде и т. д. Чем шире предел выносливости, тем пластичнее организм. Причем предел выносливости по отношению к различным экологическим факторам у организмов неодинаков. Например, влаголюбивые растения могут переносить большие перепады температур, тогда как отсутствие влаги для них губительно. Узкоприспособленные виды менее пластичны и имеют небольшой предел выносливости, широко приспособленные виды более пластичны и имеют большой диапазон колебания факторов среды.

Для рыб, обитающих в холодных морях Антарктиды и Северного Ледовитого океана, диапазон переносимых температур составляет 4–8 °C. С повышением температуры (выше 10 °C) они перестают двигаться и впадают в тепловое оцепенение. С другой стороны, рыбы экваториальных и умеренных широт переносят колебания температуры от 10 до 40 °C. Более широким диапазоном выносливости обладают теплокровные животные. Так, песцы в тундре могут переносить перепады температуры от -50 до 30 °C.

Растения умеренных широт выдерживают колебания температуры в пределах 60–80 °C, тогда как у тропических растений температурный диапазон гораздо уже: 30–40 °C.

Взаимодействие экологических факторов заключается в том, что изменение интенсивности одного из них может сузить предел выносливости к другому фактору или, наоборот, увеличить его. Например, оптимальная температура повышает выносливость к недостатку влаги и пищи. Повышенная влажность значительно снижает устойчивость организма к перенесению высоких температур. Интенсивность воздействия факторов среды находится в прямой зависимости от продолжительности этого воздействия. Длительное действие высоких или низких температур губительно для многих растений, тогда как кратковременные перепады растения переносят нормально. Ограничивающими факторами для растений являются состав почвы, наличие в ней азота и других элементов питания. Так, клевер лучше растет на почвах, бедных азотом, а крапива – наоборот. Уменьшение содержания азота в почве приводит к снижению засухоустойчивости злаков. На соленых почвах растения растут хуже, многие виды вообще не приживаются. Таким образом, приспособленность организма к отдельным факторам среды индивидуальна и может иметь как широкий, так и узкий диапазон выносливости. Но если количественное изменение хотя бы одного из факторов выходит за границы предела выносливости, то, несмотря на то что прочие условия благоприятны, организм гибнет.

Совокупность факторов среды (абиотических и биотических), которые необходимы для существования вида, называются экологической нишей.

Экологическая ниша характеризует образ жизни организма, условия его обитания и питания. В отличие от ниши понятие местообитание обозначает территорию, где живет организм, т. е. его «адрес». Например, травоядные обитатели степей корова и кенгуру занимают одну экологическую нишу, но имеют различные места обитания. Наоборот, обитатели леса – белка и лось, относящиеся также к травоядным животным, занимают разные экологические ниши. Экологическая ниша всегда определяет распространение организма и его роль в сообществе.

Определенное давление в окружающей среде» Как Вы понимаете это высказывание?

Задание №6. В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится в среднем около 1 т мусора в год (ТБО – твердые бытовые отходы), и это не считая миллионов изношенных и разбитых автомобилей. Есть три основных варианта обращения с ТБО.: 1 – захоронение, сжигание, сортировка и переработка. Какой из этих способов является самым экологичным. Приведите доказательства.

Выберите один правильный ответ

Единые природные комплексы, образованные организмами и средой обитания

1) экосистемы

2) биосфера

3) популяции

4)биомасса

Раздел экологии, исследующий индивидуальные связи отдельных организмов (видов, особей) с окружающей средой

1) аутэкология

2) биохимия

3) геоэкология

4) синэкология

5) демэкология

3. Система высшего порядка, охватывающая все явления жизни на нашей планете

1) биосфера

2) атмосфера

3) стратосфера

4) апобиосфера

5) аэробиосфера

Наиболее сложная среда обитания

1) наземно-воздушная

3) атмосферная

4) социальная среда

5) экологическая среда

5. Всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга и на среду это:

1) биотические факторы

2) биологические факторы

3) симбиотические факторы

4) эдафические факторы

5) экстремальные факторы

Неустойчивая экосистема с искусственно созданными и обедненными видами, дающим сельскохозяйственную продукцию

1) агороценоз

2) биогеоценоз

3) агробиогеоценоз

4) биоценоз

5) агролесокомплекс

7.Устойчивость биогеоценоза в основном определяется:

1) консументами

2) продуцентами - фотосинтетиками

3) большим видовым разнообразием

4) редуцентами

5) продуцентами-хемосинтетиками

Продуценты экосистемы- организмы, которые из неорганических веществ синтезируют органические вещества, называются

1) гетеротрофы

2) автотрофы

3) симбионты

4) анаэробные бактерии

5) консументы

Глобальные экологические катастрофы в биосфере возникли

1) до появления человека

2) этот период точно не определен

3) после появления человека

4) в период возникновения биосферы

5) после ледникового периода

Сукцессия характеризуется

1) сменой биотопа экосистемы

4) сезонной сменой сообществ

5) сменой фитоценоза

При воздействии экологического фактора низкой интенсивности большая часть особей популяции

1) адаптируется

2) находится в стадии компенсации

3) находится в стадии декомпенсации

4) погибает

5) активно размножается

К эндемическим заболеваниям относятся

1) флюороз

3) аскаридоз

4) фасциолез

5) туберкулез

Экологический фактор, выходящий за пределы выносливости, называется

1) стимулирующим

2) абиотическим

3) лимитирующим

4) антропогенным

5) биотическим

2. Общие закономерности воздействия экологических

факторов на организм. Правило оптимума .

Во всем многообразии воздействующих экологических факторов и адаптивных реакций на их влияние со стороны организмов можно выявить ряд общих закономерностей.

Эффект воздействия экологического фактора на организм зависит не только от характера, но и от интенсивности его воздействия, т.е. от количества экологического фактора, воспринимаемого организмом.

У всех организмов в процессе эволюции выработались приспособления к восприятию естественных факторов среды в определенных количествах, необходимых для их нормального функционирования, тогда как уменьшение или увеличение этого количества снижает их жизнедеятельность, а при достижении максимума или минимума вообще исключается возможность существования организмов.

На рис.1 показана схема действия экологического фактора на организм.

По оси абцисс откладывается количество экологического фактора (например, температура, освещенность, влажность, соленость и др.), а по оси ординат - интенсивность реакции организма на экологический фактор, т.е. интенсивность жизнедеятельности организма (например, интенсивность того или иного физиологического процесса - фотосинтеза, дыхания, роста и т.д.; морфологическая характеристика - размеры организма или его органов; или численность особей на единицу площади и т.д.).

Как видно из рис.1, кривая 1, по мере увеличения количества экологического фактора интенсивность жизнедеятельности организма повышается до определенного уровня, а затем снова снижается.

Количество экологического фактора определяется в основном тремя значениями, представленными на схеме тремя кардинальными точками:

(1) - точка минимума; (2) - точка оптимума; (3) - точка максимума.

Точке мимимума (1) - соответствует такое количество экологического фактора, которого еще недостаточно для существования организма в данных условиях.

Точке оптимума (2) - соответствует такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организма достигает максимально возможных значений.

Точке максимума (3) - соответствует максимальное количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организма равна нулю.

Схема действия экологического фактора на жизнедеятельность организмов:

1, 2. 3 - точки минимума, оптимума и максимума соответственно;

I, II, III -зоны пессимума, нормы и оптимума соответственно.

II, III – зона нормальной жизнедеятельности

Рис.1. Схема действия экологического фактора на организм.

Зоной оптимума называется зона, непосредственно прилегающая к точке оптимума (2).

В зоне оптимума количество экологического фактора полностью соответствует потребностям организма и обеспечивает наиболее благоприятные условия для его жизнедеятельности, т.е. является оптимальным.

В зоне оптимума организм максимально адаптирован к действию экологического фактора, поэтому в этой зоне адаптивные механизмы отключены, и энергия расходуется только на фундаментальные жизненные процессы.

Зонами нормы называются зоны, непосредственно прилегающие к зоне оптимума. Таких зон две, соответственно отклонению значений экологического фактора от оптимума в сторону недостатка или его избытка.

Зонам нормы соответствует такое количество экологического фактора, при котором все жизненно важные процессы протекают нормально, однако для поддержания их на этом уровне необходимы дополнительные энергетические затраты.

Это объясняется тем, что при выходе значений фактора за пределы оптимума включаются адаптивные механизмы, функционирование которых сопряжено с определенными затратами энергии, и чем дальше значение фактора отклоняется от оптимума, тем больше энергии расходуется на адаптацию (кривая 2).

Зону оптимума и зоны нормы часто называют зоной нормальной жизнедеятельности организма.

Зоны, непосредственно прилегающие к зоне нормальной жизнедеятельности, называются зонами пессимума или зонами угнетения.

Зонам пессимума соответствуют такое количество экологического фактора, при котором снижается эффективность действия адаптивных механизмов и, как следствие, нарушается жизнедеятельность организма.

В экологии условия среды, в которых какой-либо фактор (или совокупность факторов) выходит за пределы зоны нормальной жизнедеятельности и оказывает угнетающее действие, часто называют экстремальными.

Нижним и верхним пределами выносливости называются минимальные и максимальные значения экологического фактора, при которых еще возможна жизнедеятельность организмов.

Зоной выносливости называется диапазон значений экологического фактора, за границами которого жизнедеятельность организмов становится невозможной.

За пределами выносливости находятся летальные зоны, которым соответствуют такое количество экологического фактора, при котором действие всех адаптивных механизмов оказывается неэффективным и жизнь становится невозможной.

Например, для человека оптимальной является температура 36,6 0 С; границы зоны нормальной жизнедеятельности - 36,4- 37,0 0 С; зоны пессимума определяются значениями 36,4 - 34,5 0 С и 37,0 - 42,0 0 С; за пределами указанных величин в летальных зонах (34,5 0 С и 42,0 0 С) наступает смерть человека.

График зависимости жизнедеятельности особей данного вида от интенсивности экологического фактора можно получить экспериментально или в результате наблюдений в природе.

1) Для иллюстрации можно привести данные опытов с животными, помещенными в термоградиентор. Прибор представляет собой трубку, один конец которой помещают в лед, а другой опускают в водяную баню, в результате чего внутри трубки возникает градиент температур.

В трубку помещаются насекомые или другие мелкие животные, после чего изучается закономерность их распределения по трубке. Оказывается, что большинство насекомых концентрируется на каком-то одном участке.

При графическом изображении данная закономерность будет иметь вид параболы, где область наибольшей концентрации насекомых соответствует зоне оптимума.

2) Помещают животных в условия разных температур и рассчитывают процент их выживаемости за определенный промежуток времени. По результатам опыта вычеркивается кривая, на ней выделяют центральную зону, которая соответствует зоне температурного оптимума.

3) Для каждого из нас хорошим примером может служить достаточно обычный жизненный факт, а именно комнатные растения и уход за ними. Все знают, что они развиваются лучшим образом, если количество поливов их водой носит определенный характер: как перерыв в поливах, так и излишнее количество воды приводит к угнетению комнатных растений, а иногда и к гибели.

Аналогичные данные получены по освещенности и температуре для комнатных растений и для животных, растений и микроорганизмов в «дикой природе».

Следует отметить, что к некоторым факторам, например, ионизирующей радиации, понятие оптимума неприменимо, так как при любом значении выше естественного фона радиация неблагоприятна для организма.

Общие закономерности воздействия экологических факторов на организм.

1) при определенных значениях экологического фактора создаются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности организмов; эти условия называются оптимальными, а соответствующая им область на шкале значений фактора – зоной оптимума;.

2) чем больше отклоняются значения фактора от оптимальных, тем сильнее угнетается жизнедеятельность организмов; в связи с этим выделяется зона их нормальной жизнедеятельности;

3) диапазон значений экологического фактора, за границами которого жизнедеятельность организмов становится невозможной, называется зоной выносливости; различают нижний и верхний пределы выносливости.

Рассмотренные выше закономерности воздействия экологических факторов на живые организмы и характер ответных реакций последних известны как «правило оптимума».

Экологической валентностью (или экологической толерантностью) называют способность организмов адаптироваться к тому или иному диапазону колебаний факторов среды.

Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный организм может существовать, тем больше его экологическая валентность (или экологическая толерантность), тем шире зона его выносливости.

Для выражения относительной степени экологической валентности (толерантности) используются термины с приставками «эври» и «стено».

Организмы, переносящие большие отклонения фактора от оптимальных величин, обозначаются термином, содержащим название фактора с приставкой эври- (от греч. “широкий”).

Организмы, способные существовать при небольших отклонениях фактора от оптимальной величины, обозначаются термином, содержащим название фактора с приставкой стено- (от греч.”узкий”).

Схематически это можно изобразить следующим образом (рис.2):

Рис.2. Формы организмов по отношению к диапазону колебаний

экологического фактора.

Так, например, эвритермные и стенотермные формы - это организмы, соответственно устойчивые и неустойчивые к колебаниям температуры.

Примеры эвритермных животных и растений:

- песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха в диапазоне около 85 0 С (от +30 0 С до -55 0 С);

- карп в пресных водоемах переносит колебания температур от 0 0 до 35 0 С;

- растения умеренных климатических зон переносят в активном состоянии диапазон изменений температуры порядка 60 0 С, а в состоянии оцепенения даже до 90 0 С. Так, лиственница в Якутии выдерживает морозы до -70 0 С.

Примеры стенотермных животных и растений:

- тепловодные рачки выдерживают изменения температуры воды в интервале не более 6 0 С (от +23 0 С до 29 0 С);

- некоторые виды антарктических рыб адаптированы к низким температурам (от -2 0 С до +2 0 С); с повышением температуры они перестают двигаться, впадая в тепловое оцепенение;

- растения тропических лесов выдерживают узкие интервалы температур, для них температура порядка +5 0 С - +8 0 С уже может быть губительной.

Эври- и стеногигридные формы организмов отличаются реакцией на колебания влажности.

Эври- и стеногалинные формы организмов отличаются реакцией на колебания солености воды.

Эври- и стеноксибионтные формы организмов отличаются реакцией на содержание кислорода в воде.

Если имеют в виду устойчивость организмов к изменениям комплекса факторов, то говорят об эврибионтных и стенобионтных формах организмов.

- человек по отношению к абиотическим факторам среды – эврибионт (технологии), однако как биологический вид по отношению к температуре он является стенотермным организмом.

Эврибионтность и стенобионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию.

Виды, длительное время существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую валентность и становятся эврибионтными , т.е. видами с широким диапазоном толерантности, в то время как виды, развивающиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую валентность и вырабатывают черты стенобионтности. В целом, эврибионтность способствует широкому распространению организмов в природе, а стенобионтность ограничивает ареал их распространения.

Организмы могут отличаться и положением оптимума на шкале количественных изменений фактора (рис.3).

Рис.3. Формы организмов, отличающиеся положением оптимума.

Организмы, приспособленные к высоким дозам данного экологического фактора, обозначаются термином с окончанием -фил (от греч.”люблю”), например:

- термофилы - теплолюбивые организмы;

- оксифилы - требовательные к высокому содержанию кислорода;

- гигрофилы - обитатели мест с высокой влажностью.

Организмы, обитающие в противоположных условиях, обозначаются термином с окончанием -фоб (от греч. “страх”), например:

- галофобы - обитатели пресных водоемов, не переносящие соленой воды;

- хионофобы - организмы, избегающие глубокого снега.

Информация об оптимальных значениях отдельных экологических факторов и о диапазоне переносимых их колебаний достаточно полно характеризует отношение организма к каждому исследованному фактору.

Однако, следует иметь в виду, что рассмотренные категории дают лишь общее представление о реакции организма на воздействие отдельных факторов. Это важно при общей экологической характеристике вида и полезно при решении ряда прикладных задач экологии (например, проблема акклиматизации вида в новых условиях), но не определяет полного объема взаимодействия вида с условиями среды в сложной природной обстановке.

Закон оптимума. Экологические факторы среды имеют количественное выражение. Каждый фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы (рис. 2). Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей.

По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (зону нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (зону угнетения), верхний и нижний пределы выносливости организма.

Зона оптимума, или оптимум (от лат. optimum - благороднейший, лучший), - такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организмов максимальна.

Зона пессимуму, или пессимум (от лат. pessimum - причинять вред, терпеть ущерб), - такое количество экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельность организмов угнетена.

Верхний предел выносливости - максимальное количество экологического фактора, при котором возможно существование организма.

Рис. 2.

Нижний предел выносливости - минимальное количество экологического фактора, при котором возможно существование организма.

За пределами выносливости существование организма невозможно.

Кривая может быть широкой или узкой, симметричной или асимметричной. Форма ее зависит от видовой принадлежности организма, от характера фактора и от того, какая из реакций организма выбрана в качестве ответной и на какой стадии развития.

Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью).

Значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности.

Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными (от греч. euris - широкий), с узкой - стенобионтными (от греч. stems - узкий) (рис. 3 и 4).

Организмы, переносящие значительные колебания температуры, называются эвритермными , а приспособленные к узкому интервалу температур - стенотермными. Таким же образом по отношению к давлению различают эври- и стенобатные организмы, по отношению к влажности - эври- и стеногидрические, по отношению к степени за-

Рис. 3. 1 - эврибионтные: 2 - стенобионтные

Рис. 4.

соления среды - эври- и стеногалинные, по отношению к содержанию кислорода в воде - эвры- и стеноксибионтные, по отношению к пише - эври- и стенофагные, по отношению к местообитанию - эври- и стено- ойкные, и т.д.

Таким образом, направление и интенсивность действия экологического фактора зависят от того, в каких количествах он берется и в сочетании с какими другими факторами действует. Не бывает абсолютно полезных или вредных экологических факторов: все дело в количестве. Например, если температура окружающей среды слишком низкая или слишком высокая, то есть выходит за пределы выносливости живых организмов, это для них плохо. Благоприятными являются только оптимальные значения. При этом экологические факторы нельзя рассматривать в отрыве друг от друга. Например, если организм испытывает дефицит воды, то ему труднее переносить высокую температуру.

Явление акклиматизации. Положение оптимума и пределов выносливости на градиенте фактора может в определенных пределах сдвигаться. Например, человек легче переносит пониженную температуру окружающей среды зимой, чем летом, а повышенную - наоборот. Это явление называется акклиматизацией (или акклимацией). Акклиматизация происходит при смене сезонов года или при попадании на территорию с другим климатом.

Неоднозначность действия фактора на разные функции организма.

Одно и то же количество фактора неодинаково влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может являться песси- мумом для других. Например, у растений максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается при температуре воздуха +25...+35 °С, а дыхания - +55 °С (рис. 5). Соответственно, при более низких температурах будет происходить прирост биомассы растений, а при более высоких - потеря биомассы. У холоднокровных животных повышение температуры до +40 °С и более сильно увеличивает скорость обменных процессов в организме, но тормозит двигательную активность, и животные впадают в тепловое оцепенение. У человека семенники вынесены за пределы таза, так как сперматогенез требует более низких температур. Для многих рыб температура воды, оптимальная для созревания гамет, неблагоприятна для икрометания, которое происходит при другой температуре.

Жизненный цикл, в котором в определенные периоды организм осуществляет преимущественно те или иные функции (питание, рост, размножение, расселение и т.п.), всегда согласован с сезонными изменениями комплекса факторов среды. Подвижные организмы могут

Рис. 5. t MUH , t onm , t MaKC - температурный минимум, оптимум и максимум для прироста растений (заштрихованная область)

также менять места обитания для успешного осуществления всех своих жизненных функций.

Экологическая валентность вида. Экологические валентности отдельных особей не совпадают. Они зависят от наследственных и онтогенетических особенностей отдельных особей: половых, возрастных, морфологических, физиологических и т.д. Поэтому экологическая валентность вида шире экологической валентности каждой отдельной особи. Например, у бабочки мельничной огневки - одного из вредителей муки и зерновых продуктов - критическая минимальная температура для гусениц составляет -7 °С, для взрослых форм--22 °С,

а для яиц--27 °С. Мороз в -10 °С губит гусениц, но не опасен для

имаго и яиц этого вредителя.

Экологический спектр вида. Набор экологических валентностей вида по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида. Экологические спектры разных видов отличаются друг от друга. Это позволяет разным видам занимать разные места обитания. Знание экологического спектра вида позволяет успешно проводить интродукцию растений и животных.

Взаимодействие факторов. В природе экологические факторы действуют совместно, то есть комплексно. Совокупное действие на организм нескольких факторов среды называется констелляцией. Зона оптимума и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Например, высокую температуру труднее переносить при дефиците воды, сильный ветер усиливает действие холода, жару легче переносить в сухом воздухе, и т.д. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологическое воздействие (рис. 6). Соответственно, один и тот же экологический результат может быть получен разными путями. Например, компенсация недостатка влаги может быть осуществлена поливом или снижением температуры. Создается эффект частичного вза- имозамещения факторов. Однако взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы, и полностью заменить один из них другим нельзя.

Рис. 6. Смертность яиц соснового шелкопряда Dendrolimuspini при разных сочетаниях температуры и влажности (по Н.М. Черновой, А.М. Быловой, 2004)

Таким образом, абсолютное отсутствие какого-либо из обязательных условий жизни заменить другими экологическими факторами невозможно, но недостаток или избыток одних экологических факторов может быть возмещен действием других экологических факторов. Например, полное (абсолютное) отсутствие воды нельзя компенсировать другими экологическими факторами. Однако если другие экологические факторы находятся в оптимуме, то перенести недостаток воды легче, чем когда и другие факторы находятся в недостатке или избытке.

Закон лимитирующего фактора. Возможности существования организмов в первую очередь ограничивают те факторы среды, которые наиболее удаляются от оптимума. Экологический фактор, количественное значение которого выходит за пределы выносливости вида, называется лимитирующим (ограничивающим) фактором. Такой фактор будет ограничивать существование (распространение) вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятными (рис. 7).

Рис.

Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида. Например, продвижение вида к полюсам может лимитироваться недостатком тепла, в аридные районы - недостатком влаги или слишком высокими температурами.

Знание человеком лимитирующих факторов для того или иного вида организмов позволяет, изменяя условия среды обитания, либо подавлять, либо стимулировать его развитие.

Условия жизни и условия существования. Комплекс факторов, под действием которых осуществляются все основные жизненные процессы организмов, включая нормальное развитие и размножение, называется условиями жизни. Условия, в которых размножения не происходит, называются условиями существования.

Факторы окружающей среды всегда действуют на организмы в комплексе. Причем результат не является суммой воздействия нескольких факторов, а есть сложный процесс их взаимодействия. При этом изменяется жизнеспособность организма, возникают специфические адаптивные свойства, которые позволяют ему выжить в тех или иных условиях, переносить колебания значений различных факторов.

Влияние экологических факторов на организм можно представить в виде схемы (рис. 94).

Наиболее благоприятная для организма интенсивность экологического фактора называется оптимальной или оптимумом.

Отклонение от оптимального действия фактора приводит к угнетению жизнедеятельности организма.

Граница, за пределами которой невозможно существование организма, называется пределом выносливости.

Эти границы различны для разных видов и даже для разных особей одного вида. Например, вне пределов выносливости для многих организмов находятся верхние слои атмосферы, термальные источники, ледяная пустыня Антарктиды.

Фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма, называется ограничивающим.

Он имеет верхний и нижний пределы. Так, для рыб ограничивающим фактором является вода. Вне водной среды их жизнь невозможна. Понижение температуры воды ниже 0 °C является нижним пределом, а повышением выше 45 °C - верхним пределом выносливости.

Рис. 94. Схема действия экологического фактора на организм

Таким образом, оптимум отражает особенности условий обитания различных видов. В соответствии с уровнем наиболее благоприятных факторов организмы подразделяются на тепло- и холодолюбивые, влаголюбивые и засухоустойчивые, светолюбивые и теневыносливые, приспособленные к жизни в соленой и пресной воде и т. д. Чем шире предел выносливости, тем пластичнее организм. Причем предел выносливости по отношению к различным экологическим факторам у организмов неодинаков. Например, влаголюбивые растения могут переносить большие перепады температур, тогда как отсутствие влаги для них губительно. Узкоприспособленные виды менее пластичны и имеют небольшой предел выносливости, широко приспособленные виды более пластичны и имеют большой диапазон колебания факторов среды.

Для рыб, обитающих в холодных морях Антарктиды и Северного Ледовитого океана, диапазон переносимых температур составляет 4-8 °C. С повышением температуры (выше 10 °C) они перестают двигаться и впадают в тепловое оцепенение. С другой стороны, рыбы экваториальных и умеренных широт переносят колебания температуры от 10 до 40 °C. Более широким диапазоном выносливости обладают теплокровные животные. Так, песцы в тундре могут переносить перепады температуры от -50 до 30 °C.

Растения умеренных широт выдерживают колебания температуры в пределах 60-80 °C, тогда как у тропических растений температурный диапазон гораздо уже: 30-40 °C.

Взаимодействие экологических факторов заключается в том, что изменение интенсивности одного из них может сузить предел выносливости к другому фактору или, наоборот, увеличить его. Например, оптимальная температура повышает выносливость к недостатку влаги и пищи. Повышенная влажность значительно снижает устойчивость организма к перенесению высоких температур. Интенсивность воздействия факторов среды находится в прямой зависимости от продолжительности этого воздействия. Длительное действие высоких или низких температур губительно для многих растений, тогда как кратковременные перепады растения переносят нормально. Ограничивающими факторами для растений являются состав почвы, наличие в ней азота и других элементов питания. Так, клевер лучше растет на почвах, бедных азотом, а крапива - наоборот. Уменьшение содержания азота в почве приводит к снижению засухоустойчивости злаков. На соленых почвах растения растут хуже, многие виды вообще не приживаются. Таким образом, приспособленность организма к отдельным факторам среды индивидуальна и может иметь как широкий, так и узкий диапазон выносливости. Но если количественное изменение хотя бы одного из факторов выходит за границы предела выносливости, то, несмотря на то что прочие условия благоприятны, организм гибнет.

Совокупность факторов среды (абиотических и биотических), которые необходимы для существования вида, называются экологической нишей.

Экологическая ниша характеризует образ жизни организма, условия его обитания и питания. В отличие от ниши понятие местообитание обозначает территорию, где живет организм, т. е. его «адрес». Например, травоядные обитатели степей корова и кенгуру занимают одну экологическую нишу, но имеют различные места обитания. Наоборот, обитатели леса - белка и лось, относящиеся также к травоядным животным, занимают разные экологические ниши. Экологическая ниша всегда определяет распространение организма и его роль в сообществе.

| |
§ 67. Воздействие на организмы некоторых экологических факторов § 69. Основные свойства популяций

Похожие страницы