Биология в лицее

Интенсивность действия факторов среды

Многие экологические беды возникают из-за неосознанного нарушения человеком самых элементарных природных законов. Эти законы отражают разнообразные стороны действия факторов среды на организмы. Факторов среды – великое множество, и представители разных видов реагируют на них по-разному, однако можно выявить ряд общих законов действия факторов среды на организмы.

Закон оптимума (лат. optimum – "наилучшее") отражает реакцию видов на изменение силы действия любого фактора. Есть определенные границы действия каждого фактора, в пределах которых жизнеспособность организмов возрастает. Это зона оптимума. При отклонениях от данной зоны в сторону уменьшения или увеличения силы воздействия фактора жизнеспособность организмов падает. Это зона угнетения, или пессимума (лат. pessimus – "очень плохой"). Если действие фактора выходит за определенные, минимально или максимально возможные для вида пределы, организмы погибают. Губительное значение фактора называют критической точкой.

Пределы выносливости организмов по отношению к различным экологическим факторам сильно различаются. Набор соответствующих адаптаций и широта пределов выносливости определяют распространение данного вида и возможность его обитания в данной природной зоне.

На организм одновременно влияют многочисленные и разнообразные факторы среды. По отношению к одним организмы обладают широким диапазоном выносливости и выдерживают значительные отклонения от оптимальной величины. Однако чем сильнее отклонение от зоны оптимума, тем сильнее угнетающее действие данного фактора на организмы. 

Виды чрезвычайно разнообразны по способности переносить изменения факторов среды. В природе выделяются два крайних варианта — узкая специализация и широкая выносливость. 

Австралийский сумчатый медведь коала может жить только на тех видах эвкалиптов, листьями которых он питается. 

У специализированных видов критические точки значения фактора сильно сближены, такие виды могут жить только в относительно постоянных условиях. Организмы с широкими диапазонами выносливости к разнообразным факторам среды распространены более широко.

Тихоходки способны переносить неблагоприятные условия и распространены повсеместно. При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза, а при наступлении благоприятных условий довольно быстро оживать.

Закон оптимума имеет большое практическое значение. Нет всецело положительных или отрицательных факторов, все зависит от их дозировки. Все формы влияния среды на организмы имеют сугубо количественное выражение. Чтобы управлять жизнедеятельностью вида, следует прежде всего не допускать выхода различных экологических факторов за их критические значения и стараться выдерживать зону оптимума. Это очень важно для растениеводства, животноводства, лесного хозяйства и вообще всех областей взаимоотношений человека с живой природой. Это же правило относится и к самому человеку, особенно в области медицины.

Использование закона оптимума осложняется тем, что для каждого вида оптимальные дозировки факторов различны. То, что хорошо для одного вида, может быть пессимумом или выходить за критические пределы для другого. Например, при температуре 20°C тропическая обезьяна дрожит от холода, а северный обитатель – песец – изнывает от жары. Бабочки зимней пяденицы еще порхают в ноябре (при температуре 6°C), когда большинство других насекомых впадают в оцепенение. Рис выращивают на полях, залитых водой, а пшеница в таких условиях вымокает и погибает.

Закон ограничивающего фактора тесно связан с законом оптимума и вытекает из него. В окружающей среде нет всецело отрицательных или положительных факторов: все зависит от силы их действия. На живые существа одновременно действует множество факторов, и к тому же большинство из них переменчиво. Но в каждый конкретный период времени можно выделить самый главный фактор, от которого в наибольшей мере зависит жизнь. Им оказывается тот фактор среды, который сильнее всего отклоняется от оптимума, т. е. ограничивает жизнедеятельность организмов в данный период.

Ограничивающий, или лимитирующий, фактор — фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма.

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора или закон минимума Либиха гласит: наиболее значимым является для организма тот фактор, который более всего отклоняется от своего оптимального значения.

Органичивающие факторы регулируют состояние организмов и экосистем — при значении какого-либо фактора, близкому к критическому, несмотря на оптимальные значения прочих факторов, организму или популяции грозит гибель.

Высота снежного покрова более 50 см является ограничивающим фактором для распространения оленей.

Взаимодействие факторов среды. Изменение одного фактора среды практически всегда вызывает изменение прочих факторов, либо компенсируя, либо усугубляя их действие. 

Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от его силы действия и от одновременного действия прочих факторов. Заменить полностью один фактор другим нельзя. Для каждого вида животных необходим свой набор экологических факторов определённой интенсивности. Интенсивность действия одних факторов природной среды относительно постоянна, других — изменчива.

Взаимная компенсация действия факторов среды. Факторы среды действуют на организм не по отдельности, а в комплексе.

Такое совместное действие факторов можно разделить на четыре основных типа:

• один из факторов подавляет действие остальных, и его величина имеет определяющее значение для организма;

Отсутствие или недостаточное нахождение в почве отдельных элементов минерального питания препятствует нормальному усвоению растениями прочих элементов.

• взаимное усиление нескольких факторов;

Влажность почвы, содержание в ней нитратов и освещённость при улучшении обеспечения любым из них повышают эффект воздействия двух других.

• взаимное исключение действия нескольких факторов;

Увеличение популяции саранчи способствует уменьшению пищевых ресурсов, и её популяция сокращается.

• сочетание положительных и отрицательных для организма воздействий, при этом влияние вторых усилено влиянием первых.

Чем раньше наступает оттепель, тем сильнее растения страдают от последующих заморозков.

Факторы могут частично замещать друг друга: при ослаблении освещённости интенсивность фотосинтеза не изменится, если увеличить концентрацию углекислого газа в воздухе, что обычно и происходит в теплицах.

< Предыдущая страница "Абиотические факторы. Влажность"

Следующая страница "Биотические факторы среды. Типы связей между организмами" >