Оптимум это в экологии кратко
Обновлено: 03.07.2024
В статье кратко объясняется суть экологического закона оптимума. Также приведен ряд примеров, которые помогут наглядно понять, что означает этот экологический закон.
Суть закона оптимума
Жизнь каждого организма зависит от множества факторов. Каждый из этих факторов может оказывать как положительное влияние на организм, так и отрицательное.
Важная предпосылка:
нет такого фактора, который бы оказывал только положительное влияние.
Это означает, что любой фактор в экологии имеет определенные границы, в рамках которых он положительно влияет на живой организм.
Если значения фактора выходят за границу (или станут больше максимального значения, или меньше минимального) – влияние фактора становится отрицательным.
- Минимальное и максимальное значение фактора называют пределами выносливости.
- Сами значения (минимальное и максимальное) – называют пределами или критическими точками.
Графически закон оптимума выглядит так:
Это известная в математике кривая нормального распределения – универсальный закон, который в экологии получил название закона оптимума.
Исходя из этого, можно дать формулировку закона.
Закон оптимума означает следующее:
У любого фактора в экологии есть определенные границы, только в рамках которых, данный фактор имеет положительное влияние на живой организм. За рамками этих границ – влияние фактора становится отрицательным.
Заметим, что закон оптимума является следствием другого экологического закона — закона толерантности Шелфорда.
Закон оптимума: примеры
Растения живут при определенных температурах. Если температура становится слишком большой или, наоборот, слишком низкой – растения погибают.
Пример 2. Соленость воды.
Соль нужна в воде для рыб. Морские рыбы не могут жить в пресной воде. Но, если соли в воде будет слишком много (Аральское море) – рыбы погибнут.
Экологические факторы — компоненты окружающей среды, влияющие на живой организм.
Существование определенного вида зависит от сочетания множества различных факторов. Причем для каждого вида значение отдельных факторов, а также их комбинации весьма специфичны.
Виды экологических факторов:
1. Абиотические факторы — факторы неживой природы, прямо или косвенно действующие на организм.
Примеры: рельеф, температура и влажность воздуха, освещенность, течение и ветер.
2. Биотические факторы — факторы живой природы, влияющие на организм.
Примеры: микроорганизмы, животные и растения.
3. Антропогенные факторы — факторы, связанные с деятельностью человека.
Примеры: строительство дорог, распашка земель, промышленность и транспорт.
климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха;
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
По отношению к водному обмену различают следующие экологические группы растений:
гидратофиты — растения, постоянно живущие в воде;
гидрофиты — растения, частично погруженные в воду;
гелофиты — болотные растения;
гигрофиты — наземные растения, обитающие в чрезмерно увлажненных местах;
мезофиты — растения, предпочитающие умеренное увлажнение;
ксерофиты — растения, приспособленные к постоянном недостатку влаги (в том числе суккуленты --растения,накапливающие воду в тканях своего тела (например, толстянковые и кактусы);
склерофиты — засухоустойчивые растения с жесткими, кожистыми листьями и стеблями.
· эдафические (почвенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы;
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
По отношению к плодородию почвы различают следующие экологические группы растений:
олиготрофы — растения бедных, малоплодородных почв (сосна обыкновенная);
мезотрофы — растения с умеренной потребностью в питательных веществах (большинство лесных растений умеренных широт);
эвтрофы — растения, требующие большого количества питательных веществ в почве (дуб, лещина, сныть).
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
Все растения по отношению к свету можно разделить на три группы: гелиофиты, сциофиты, факультативные гелиофиты.
Гелиофиты — светолюбивые растения (степные и луговые злаки, растения тундр, ранневесенние растения, большинство культурных растений открытого грунта, многие сорняки).
Сциофиты — тенелюбивые растения (лесные травы).
Факультативные гелиофиты — теневыносливые растения, способны развиваться как при очень большом, так и при малом количестве света (ель обыкновенная, клен остролистный, граб обыкновенный, лещина, боярышник, земляника, герань полевая, многие комнатные растения).
Сочетание различных абиотических факторов определяет распространение видов организмов по разным областям земного шара. Определенный биологический вид встречается не повсеместно, а в районах, где имеются необходимые для его существования условия.
Однако существуют виды-космополиты, занимающие обширный ареал обитания. Например, двустворчатый моллюск мидия живет в морях и океанах обоих полушарий от полярных областей до экватора. Многие из космополитов являются синантропными видами, т.е. обитают рядом с человеком. Примеры: комнатная муха, серая крыса, конопля и подорожник. К космополитам относятся и большинство паразитов человека: дизентерийная амеба, детская острица, аскарида, вши.
БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
· фитогенные — влияние растений;
· микогенные — влияние грибов;
· зоогенные — влияние животных;
· микробиогенные — влияние микроорганизмов.
Биотические факторы разделяются на антагонистические (отрицательно влияющие на организм, например хищничество, паразитизм и конкуренция) и симбиотические (положительно влияющие на организм, например комменсализм и мутуализм).
АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ
Хотя человек влияет на живую природу через изменение абиотических факторов и биотических связей видов, деятельность людей на планете выделяют в особую силу.
· физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолетах, влияние шума и вибрации;
· химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта;
· биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания;
· социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе: взаимодействие с домашними животными, синантропными видами (мухи, крысы и т. п.), использование цирковых и сельскохозяйственных животных.
Основными способами антропогенного влияния являются: завоз растений и животных, сокращение ареалов и уничтожение видов, непосредственное воздействие на растительный покров, распашка земель, вырубка и выжигание лесов, выпас домашних животных, выкашивание, осушение, орошение и обводнение, загрязнение атмосферы, создание мусорных свалок и пустырей, создание культурных фитоценозов. К этому следует добавить многообразные формы растениеводческой и животноводческой деятельности, мероприятия по защите растений, охране редких и экзотических видов, промысел животных, их акклиматизацию и т. п.
Влияние антропогенного фактора с момента появления человека на Земле постоянно усиливалось.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ ВИДА
Можно установить общий характер воздействия экологических факторов на живой организм. Любой организм имеет специфический комплекс приспособлений к факторам среды и благополучно существует лишь в определенных границах их изменяемости.
Экологический оптимум — значение одного или нескольких экологических факторов, наиболее благоприятных для существования данного вида или сообщества.
Зона оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности данного вида.
Отклонения от оптимума определяют зоны угнетения (зоны пессимума). Чем сильнее отклонение от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организмы.
Критические точки — минимально и максимально переносимые значения фактора, за которыми организм гибнет.
Область толерантности— диапазон значений экологического фактора, при котором возможно существование организма.
Для каждого организма характерны свои максимумы, оптимумы и минимумы экологических факторов. Например, комнатная муха выдерживает колебание температуры от 7 до 50 °С, а человеческая аскарида живет только при температуре тела человека.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША
Экологическая ниша — совокупность факторов среды (абиотических и биотических), которые необходимы для существования определенного вида.
Экологическая ниша всегда определяет распространение организма и его роль в сообществе.
В одном сообществе два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу.
ЛИМИТИРУЮЩИЙ ФАКТОР
Лимитирующий (ограничивающий) фактор — любой фактор, который ограничивает процесс развития или существования организма, вида или сообщества.
Например, если в почве недостает какого-то определенного микроэлемента, это вызывает снижение урожайности растений. Из-за отсутствия пищи гибнут насекомые, которые питались этими растениями. Последнее отражается на выживаемости хищников-энтомофагов: других насекомых, птиц и земноводных.
Ограничивающие факторы определяют ареал расселения каждого вида. Например, распространение многих видов животных на север сдерживается нехваткой тепла и света, на юг — дефицитом влаги.
Экологические факторы
Экологические факторы — компоненты окружающей среды, влияющие на живой организм.
Существование определенного вида зависит от сочетания множества различных факторов. Причем для каждого вида значение отдельных факторов, а также их комбинации весьма специфичны.
Виды экологических факторов:
1. Абиотические факторы — факторы неживой природы, прямо или косвенно действующие на организм.
Примеры: рельеф, температура и влажность воздуха, освещенность, течение и ветер.
2. Биотические факторы — факторы живой природы, влияющие на организм.
Примеры: микроорганизмы, животные и растения.
3. Антропогенные факторы — факторы, связанные с деятельностью человека.
Примеры: строительство дорог, распашка земель, промышленность и транспорт.
климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха;
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
По отношению к водному обмену различают следующие экологические группы растений:
гидратофиты — растения, постоянно живущие в воде;
гидрофиты — растения, частично погруженные в воду;
гелофиты — болотные растения;
гигрофиты — наземные растения, обитающие в чрезмерно увлажненных местах;
мезофиты — растения, предпочитающие умеренное увлажнение;
ксерофиты — растения, приспособленные к постоянном недостатку влаги (в том числе суккуленты --растения,накапливающие воду в тканях своего тела (например, толстянковые и кактусы);
склерофиты — засухоустойчивые растения с жесткими, кожистыми листьями и стеблями.
· эдафические (почвенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы;
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
По отношению к плодородию почвы различают следующие экологические группы растений:
олиготрофы — растения бедных, малоплодородных почв (сосна обыкновенная);
мезотрофы — растения с умеренной потребностью в питательных веществах (большинство лесных растений умеренных широт);
эвтрофы — растения, требующие большого количества питательных веществ в почве (дуб, лещина, сныть).
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
Все растения по отношению к свету можно разделить на три группы: гелиофиты, сциофиты, факультативные гелиофиты.
Гелиофиты — светолюбивые растения (степные и луговые злаки, растения тундр, ранневесенние растения, большинство культурных растений открытого грунта, многие сорняки).
Сциофиты — тенелюбивые растения (лесные травы).
Факультативные гелиофиты — теневыносливые растения, способны развиваться как при очень большом, так и при малом количестве света (ель обыкновенная, клен остролистный, граб обыкновенный, лещина, боярышник, земляника, герань полевая, многие комнатные растения).
Сочетание различных абиотических факторов определяет распространение видов организмов по разным областям земного шара. Определенный биологический вид встречается не повсеместно, а в районах, где имеются необходимые для его существования условия.
Однако существуют виды-космополиты, занимающие обширный ареал обитания. Например, двустворчатый моллюск мидия живет в морях и океанах обоих полушарий от полярных областей до экватора. Многие из космополитов являются синантропными видами, т.е. обитают рядом с человеком. Примеры: комнатная муха, серая крыса, конопля и подорожник. К космополитам относятся и большинство паразитов человека: дизентерийная амеба, детская острица, аскарида, вши.
БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
· фитогенные — влияние растений;
· микогенные — влияние грибов;
· зоогенные — влияние животных;
· микробиогенные — влияние микроорганизмов.
Биотические факторы разделяются на антагонистические (отрицательно влияющие на организм, например хищничество, паразитизм и конкуренция) и симбиотические (положительно влияющие на организм, например комменсализм и мутуализм).
АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ
Хотя человек влияет на живую природу через изменение абиотических факторов и биотических связей видов, деятельность людей на планете выделяют в особую силу.
· физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолетах, влияние шума и вибрации;
· химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта;
· биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания;
· социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе: взаимодействие с домашними животными, синантропными видами (мухи, крысы и т. п.), использование цирковых и сельскохозяйственных животных.
Основными способами антропогенного влияния являются: завоз растений и животных, сокращение ареалов и уничтожение видов, непосредственное воздействие на растительный покров, распашка земель, вырубка и выжигание лесов, выпас домашних животных, выкашивание, осушение, орошение и обводнение, загрязнение атмосферы, создание мусорных свалок и пустырей, создание культурных фитоценозов. К этому следует добавить многообразные формы растениеводческой и животноводческой деятельности, мероприятия по защите растений, охране редких и экзотических видов, промысел животных, их акклиматизацию и т. п.
Влияние антропогенного фактора с момента появления человека на Земле постоянно усиливалось.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ ВИДА
Можно установить общий характер воздействия экологических факторов на живой организм. Любой организм имеет специфический комплекс приспособлений к факторам среды и благополучно существует лишь в определенных границах их изменяемости.
Экологический оптимум — значение одного или нескольких экологических факторов, наиболее благоприятных для существования данного вида или сообщества.
Зона оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности данного вида.
Отклонения от оптимума определяют зоны угнетения (зоны пессимума). Чем сильнее отклонение от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организмы.
Критические точки — минимально и максимально переносимые значения фактора, за которыми организм гибнет.
Область толерантности— диапазон значений экологического фактора, при котором возможно существование организма.
Для каждого организма характерны свои максимумы, оптимумы и минимумы экологических факторов. Например, комнатная муха выдерживает колебание температуры от 7 до 50 °С, а человеческая аскарида живет только при температуре тела человека.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НИША
Экологическая ниша — совокупность факторов среды (абиотических и биотических), которые необходимы для существования определенного вида.
Экологическая ниша всегда определяет распространение организма и его роль в сообществе.
В одном сообществе два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу.
ЛИМИТИРУЮЩИЙ ФАКТОР
Лимитирующий (ограничивающий) фактор — любой фактор, который ограничивает процесс развития или существования организма, вида или сообщества.
Например, если в почве недостает какого-то определенного микроэлемента, это вызывает снижение урожайности растений. Из-за отсутствия пищи гибнут насекомые, которые питались этими растениями. Последнее отражается на выживаемости хищников-энтомофагов: других насекомых, птиц и земноводных.
Ограничивающие факторы определяют ареал расселения каждого вида. Например, распространение многих видов животных на север сдерживается нехваткой тепла и света, на юг — дефицитом влаги.
В экологии закон оптимума гласит, что для конкретного организма или вида есть оптимальные значения рассматриваемого фактора среды, при которых данный организм чувствует себя наилучшим образом.
Оптимум, пессимумы и критические точки
"Оптимальные значения" можно по-другому назвать "пределами положительного влияния", "зоной оптимума экологического фактора" или оптимумом. Если фактор выходит за оптимальные пределы, то есть его недостаточно или слишком много, он начинает подавлять жизнедеятельность организма, а не благоприятствовать ей.
При сильном отклонении фактора от оптимума в обе стороны интенсивность жизненных процессов особи подавлена и находится в зонах пессимума.
Минимальное и максимальное значения фактора, при наступлении которых организм гибнет, называются критическими точками, а расстояние между ними (пределы выносливости) – экологической валентностью по отношению к исследуемому фактору среды. Множество экологических валентностей разных факторов формирует экологический спектр вида.
Отметим, что несмотря на то, что особи одного вида имеют сходные характеристики оптимумов, они немного различаются между собой. В результате оптимум и экологическая валентность целого вида шире, чем у отдельно взятых представителей.
Стенобионты и эврибионты
Для каждого вида характерен свой оптимум на заданный фактор среды. Например, есть виды, приспособленные к высоким температурам, а есть – к низким.
Однако помимо этого виды различаются диапазоном экологической валентности к конкретному фактору. Например, есть виды животных, в основном теплокровные, которые переносят колебания температуры в широком диапазоне. Но представители других видов могут не переносить колебаний в десяток градусов.
Стенобионтные виды неспособны переносить значительные колебания абиотического фактора, имеют узкую экологическую валентность. Эврибионтные виды способны приспосабливаться к разному уровню заданного фактора, характеризуются широкой экологической валентностью.
При описании экологической валентности к конкретному фактору среды приставки "стено-" и "эври-" добавляют к наименованию этого фактора. Например, эвритермный вид переносит большие колебания температуры. Стеногалинный вид узко специализирован к определенной солености воды.
Сезонные изменения оптимумов и акклиматизация
У одного и того же вида организмов оптимум экологического фактора может быть непостоянным и меняться в зависимости, например, от сезона года. Так те температуры, которые выдерживают деревья зимой в условиях умеренного и более холодного климата, могут быть критичными для них летом.
Подготовка организмов к смене сезонов заложена в их генетической программе, предполагает изменение физиологических процессов и деятельности ферментов. Сигналом обычно служит изменение длины светового дня.
Сдвинуть оптимум или изменить экологическую валентность по отношению к какому-либо фактору можно также путем акклиматизации, когда организм постепенно привыкает к новым условиям (например, происходит его закалка). В основе "привыкания" лежит смена активности одних ферментов на другие, те, которые активны при других значениях фактора среды. При этом гены, ответственные за синтез таких ферментов, должны присутствовать в генотипе.
Ограничивающий фактор
На организмы действует множество факторов среды. Отдельно для каждого условия среды у вида есть свой оптимум. При этом наибольшее влияние на жизнедеятельность организмов оказывает тот фактор, который сильнее всего отклоняется от оптимальных значений. Именно он является лимитирующим, даже если все остальные будут находиться в оптимальной зоне и благоприятствовать распространению особей.
Например, недостаток воды оказывает существенное влияние на многие сухопутные виды.
Обитание вида в определенной местности становится невозможным, если хотя бы один из факторов выходит за пределы экологической валентности для данного вида.
В зависимости от периода и этапа жизни организма в качестве ограничивающих могут выступать разные факторы среды.
Под экологическим оптимумом принято понимать количество экологического фактора, позволяющего вывести интенсивность жизнедеятельности организмов на максимальный уровень. Эта величина находится в тесной связи с сезоном, возрастом живых существ и их половой принадлежности.
Что такое экологический оптимум
С экологическим оптимумом тесно связаны такие категории, как:
- Зона оптимума – диапазон значения, в рамках которого среда становится оптимальной для жизнедеятельности того или иного вида.
- Зоны угнетения – отклонения от оптимума, в рамках которого условия существования становятся менее благоприятными. Деструктивное воздействие усиливается по мере его усиления.
- Критические точки – минимальные и максимальные значения факторов, выход за пределы которых вызывает гибель организма.
- Область толерантности – диапазон, охватывающий значения, обеспечивающие организму возможности для существования.
Экологический оптимум, максимум и минимум различны и определяются и рассчитываются для каждого организма индивидуально.
Закон экологического оптимума
Закон экологического оптимума можно сформулировать следующим образом: каждый экологический фактор оказывает на организм положительное влияние до тех пор, пока он остается в рамках, ограниченных критическими точками. При выходе за эти границы влияние становится негативным: причем, как в большую, так и меньшую сторону.
В зависимости от выраженности способности приспосабливаться к изменениям условиям среды выделяются организмы-стенобионты (с узкой специализацией) и эврибионты (с широкой специализацией).
Первые отличаются высокой чувствительностью к изменениям среды; критические точки факторов для них очень близки. Они способны выживать только в относительно спокойной, стабильной среде. Минимальные перепады температуры, уменьшение или увеличения солености воды и т.д. становятся для них губительны. Область толерантности эврибионтов значительно шире. Они легче приспосабливаются к условиям среды и обладают лучшей выживаемостью.
Какие условия включаются в понятие экологический оптимум
Для того чтобы рассчитать экологический оптимум для того или иного вида нужно знать критические точки, применимые для рассматриваемого биологического вида. А также учитывать силу проявления фактора и время его воздействия.
Тема воздействия человека на экологию и экологии на жизнь на планете сегодня очень актуальна. Всё больше говорится об отрицательном влиянии деятельности человека на природу, глобальном потеплении, угрозе исчезновения некоторых видов животных, загрязнении мирового океана и т.д. Мы же, являясь теми, кому всё это далеко не безразлично, не можем не посвятить одну из наших статей экологической теме.
Ниже мы поговорим о том, как могут воздействовать экологические факторы на живые организмы, что поможет каждому из нас сделать определённые выводы.
Вместо введения
Невзирая на то, что многообразие экологических факторов просто огромно, а природа их происхождения нередко может различаться, есть такие закономерности и правила воздействия этих экологических факторов на живые организмы, которые являются универсальными.
Каким бы ни был экологический фактор, воздействовать на живые организмы он будет так:
- Происходят изменения в географическом распространении видов
- Происходят изменения в плодовитости и смертности видов
- Возникает миграция видов
- У видов появляются приспособительные качества и адаптации
Однако максимально эффективно действовать фактор будет в том случае, если его значение является для организма оптимальным, а не критическим. Воздействие же фактора будет сказываться абсолютно на всех живых организмах, в том числе и на человеке.
Закономерности воздействия экологических факторов на организмы
Далее нами будут рассмотрены основные закономерности воздействия экологических факторов на организмы:
- Правило оптимума
- Закон минимума Либиха
- Закон толерантности Шелфорда
Правило оптимума
В первую очередь следует сказать о том, что результат действия экологического фактора зависит от того, насколько он интенсивен. Наиболее благоприятный диапазон воздействия называется зоной оптимума, гарантирующей нормальную жизнедеятельность. И если действие фактора отклоняется от зоны оптимума, то оказывается негативное воздействие на жизнедеятельность популяции вида, т.е. фактор переходит в зону угнетения.
Минимальные и максимальные значения фактора называются критическими точками, вне пределов которых организм существовать уже не может. Диапазон воздействия экологического фактора между критическими точками – это зона толерантности организма в отношении конкретного фактора.
Если, например, отобразить действие фактора графически, то точка на оси X, которая будет соответствовать лучшему показателю жизнедеятельности организма, будет являться оптимальной величиной фактора или просто точкой оптимума. Однако определить её очень трудно, поэтому чаще в расчёт берётся зона оптимума или зона комфорта.
Из этого следует, что точки, соответствующие минимальным, максимальным и оптимальным показателям, являются кардинальными точками, определяющими возможные варианты реагирования организма на конкретный фактор. И если среда характеризуется такими условиями, где фактор или несколько факторов выходят заграницы зоны оптимума и действуют на организм угнетающе, то она будет являться экстремальной средой.
Представленные закономерности и являются правилом оптимума.
Закон минимума Либиха
Для поддержания жизнедеятельности живых организмов нужно, чтобы условия среды сочетались определённым образом. Например, когда среда обладает всеми благоприятными условиями, кроме одного, это одно условие играет решающую роль в жизни конкретного организма. Учитывая то, что он ограничивает развитие организма, его следует называть лимитирующим фактором. Другими словами, лимитирующим является экологический фактор со значением, выходящим за пределы выживаемости вида.
Изначально учёные остановили, что развитие живых организмов лимитируется недостатком какого-то одного элемента (света, влаги, минеральных солей и т.д.). Однако в середине XIX столетия немецким химиком-органиком Юстасом Либихом было впервые экспериментально доказано, что рост растений находится в зависимости от компонента питания, изначально присутствующего в минимальном количестве. Данное явление получило название закона минимума Либиха.
Если же дать этому закону современную формулировку, то выглядеть она будет следующим образом: выносливость живого организма определяет самое слабое звено в цепочке его экологических потребностей.
Закон толерантности Шелфорда
Через 70 лет после открытия закона минимума Либиха было установлено, что лимитирующее воздействие оказывается не только недостатком, но и преизбытком фактора (обильные дожди губят урожай, почва становится неплодородной от перенасыщения удобрениями и т.п.).
Эта идея была введена американским зоологом Виктором Шелфордом, который и сформулировал закон толерантности. Этот закон звучит так: роль лимитирующего фактора процветания организма может выполнять и минимум, и максимум экологического воздействия, а имеющийся между ними диапазон указывает на предел толерантности (величину выносливости) или экологическую валентность организма к конкретному экологическому фактору.
Сам же принцип ограничивающих факторов применим к любым типам живых организмов: животным и растениями, биотическим и абиотическим формам. К примеру, конкуренция одного вида с другим – это лимитирующий фактор; сорняки, вредители или недостаточная популяция другого вида – это тоже лимитирующие факторы. Однако, исходя из закона толерантности, если какое-то вещество или энергия присутствуют в среде в избытке, начинается загрязнение среды.
Что же касается предела выносливости организма, то измерить его можно на стадии перехода от одной стадии развития к другой, т.к. нередко молодые особи являются более требовательными к среде и уязвимыми, нежели взрослые. Самым же критическим с позиции влияния любых факторов можно назвать именно период размножения, когда множество факторов приобретают статус лимитирующих.
Следует также отметить, что всё, сказанное до этого, относительно выносливости организма, касалось лишь одного фактора, однако для живой природы характерно совместное действие всех экологических факторов.
Взаимодействие экологических факторов
Смещение самой оптимальной зоны и пределов толерантности живого организма в отношении какого-то экологического фактора зависит от сочетания действий других факторов. Этот феномен называется констелляцией или взаимодействием экологических факторов.
К примеру, каждый знает, что жаркая погода гораздо легче переносится, когда воздух сухой, а не влажный; замёрзнуть при низкой температуре можно быстрее, когда дует ветер; растущие в тени растения меньше нуждаются в цинке, чем растения, растущие на солнце и т.д. Говоря несколько иначе, имеет место компенсация действия экологических факторов.
Но эта компенсация ограничена, ведь один фактор не способен на 100% заменить другой. Если не будет воды или одного из питательных элементов, то растения погибнут, даже если другие факторы будут находиться в идеальном сочетании. И из этого можно заключить, что каждое условие среды, которое поддерживает жизнь, имеет одинаковое значение, а лимитировать существование живого организма может любой фактор. Этот закон называется законом равнозначности условий жизни.
В огромном количестве законов, которые определяют взаимодействие особи или человека с окружающей средой, можно также выделить и правило соответствия условий среды генетической предопределённости организма. Согласно этому правилу, существование какого-либо вида обусловлено соответствием окружающей природной среды его генетическому потенциалу адаптации к изменениям и колебаниям.
Послесловие
Любой из видов живых организмов появился в конкретной среде, в какой-то мере к ней адаптировался и продолжение его жизни возможно только лишь в ней или в максимально к ней близкой. Быстрые и резкие изменения среды обитания могут стать причиной того, что организм просто не сможет к ней приспособиться, т.к. его генетический адаптивный потенциал окажется недостаточным для этого.
И это является одной из основных гипотез, объясняющих вымирание крупных пресмыкающихся по причине резкого изменения экологических условий на планете, ведь приспособиться крупным организмам намного сложнее, нежели мелким, и адаптация требует огромных временных затрат. Исходя из этого, серьёзные преобразования окружающей среды представляют угрозу для любого живого существа на планете, и для человека в том числе.
Берегите природу и старайтесь сохранять чистоту не только внутри себя, но и снаружи!
Читайте также: