1,3 − Зоны угнетения (экологического пессимума); 2 − зона нормальной жизнедеятельности (экологического оптимума)

Рис.13. Предел толерантности

Закон толерантности можно дополнить следующими положениями.

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

2) Организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех факторов наиболее распространены.

3) Если условия по одному фактору неоптимальны, могут сузиться диапазоны толерантности в отношении других факторов.

4) Оптимальные значения экологических факторов и пределы толерантности могут быть различны на разных этапах жизни организма.

4.3. Адаптации. Жизненные формы

При постоянном воздействии какого-либо экологического фактора сверх лимитирующих пределов организм должен либо адаптироваться к новым параметрам, либо погибнуть.

Адаптациями называют эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организмов, обеспечивающие их нормальную жизнедеятельность при колебании уровней экологических факторов.

Таким образом, организм не может изменить параметры экологических факторов и вынужден менять свои внутренние особенности и поведение.

Различают следующие виды адаптаций.

1) Морфологические − изменение строения тела. Например, форма тела глубоководных рыб приспособлена для существования при высоких давлениях. Мелководные рыбы имеют прозрачное тело, что является их средством защиты от хищников.

Существуют определенные закономерности изменения строения тела животных под воздействием различных факторов. Так, в пределах одного вида, животные, обитающие в холодных странах, имеют большие размеры (т.е. относительно меньшую поверхность тела), чем животные, обитающие в теплых странах. Например, белый медведь самый крупный, а бурый крупнее обитающего южнее гималайского. Кроме того, при продвижении к тропикам у некоторых животных наблюдается удлинение хвостов, ушей, лап, клювов и т.д., что способствует лучшей теплоотдачи.

2) Физиологические адаптации − изменение строения внутренних органов. Например, теплокровные животные за счет слоя жира и теплоизолирующего покрова (меха, пуха, перьев) способны выдерживать температуры до −50⁰ С. Так, у пингвина постоянная температура тела +37 − +39⁰С, у северных оленей − +38 − +39⁰С.

3) Поведенческие адаптации − изменение поведения. Примером являются сезонные перелеты птиц, обусловленные их стремлением избежать экстремальных условий. Еще один пример поведенческой адаптации − анабиоз (зимняя спячка), позволяет организмам переносить низкие температуры. При этом меняются параметры всех физиологических процессов. Так, у суслика в состоянии активности обычно около 300 ударов сердца в минуту, а в состоянии анабиоза − всего 3 удара. При этом температура тела снижается до +5⁰С.

В ходе поведенческих адаптаций организм программирует свои жизненные циклы таким образом, чтобы максимально использовать благоприятные условия среды. Живые организмы приспосабливаются к смене суток, вырабатывая внутренние «биологические часы». Эти часы определяют процессы приема пищи, сна, периоды активности и т.д.

Адаптации (приспособления) живых организмов к экологическим факторам вырабатываются в процессе длительной эволюции и естественного отбора и закрепляются в генах. При этом образуется совокупность наследственных признаков данного вида − его генофонд.

Иногда адаптации различных биологических видов в сходных условиях приводят к одинаковым структурам (природа выбирает одно, наиболее перспективное направление). Например, растения пустыни − кактусы и молочай − принадлежит к разным видам, но имеют одинаковые приспособления для выживания: колючки и развитую корневую систему. Группа видов, имеющих сходные приспособления для обитания в одинаковых условиях, называется жизненной формой. Внешне жизненные формы характеризуются схожестью строения тела и внутренних органов. Еще пример: степные животные − кенгуру и тушканчики − вынужденные передвигаться на большие расстояния, образуют жизненную форму прыгунов, отличительными свойствами которой являются сильно развитые задние конечности и упругий хвост.

Некоторые организмы меняют в течении жизни меняют свою жизненную форму (например, гусеницы превращаются в бабочек). Определенные виды растений могут принимать разную жизненную форму в зависимости от условий произрастания. Так, черемуха и липа могут быть и деревьями, и кустарниками.

Сообщество растений и животных обладает большой устойчивостью лишь в том случае, когда включает в себя представителей различных жизненных форм. При этом наиболее полно используются ресурсы окружающей среды.