Вопрос 2.

Среда обитания. Факторы среды и общие закономерности их действия на живые организмы. Закон совокупного действия факторов. Закон оптимума. Закон неоднозначного действия фактора на различные функции организма. Понятие экологической валентности. Гипофакториальные и гиперфакториальные, стенобионтные и эврибионтные, толерантные и резистентные организмы. Закон толерантности В. Шелфорда.

Среда обитания (жизненная среда, экологическая среда) – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он прямо или косвенно взаимодействует. Иначе говоря, это вся совокупность тел и сил внешнего по отношению к организму мира. Широко используемое понятие «окружающая среда» соответствует той части экологической среды, с элементами которой организм конкретно взаимодействует.

Приспособления организмов к среде в широком смысле носят название адаптаций, а процесс возникновения адаптаций – адаптациогенез.

Отдельные неделимые свойства или части среды, воздействующие на организм, особей данной популяции, а также на характер их отношений друг с другом и особями других популяций называются экологическими факторами.

Внешние факторы воздействуют на организм, популяцию, экосистему, но не испытывают непосредственного обратного действия: солнечная радиация, атмосферное давление, скорость течения, ветер.

Внутренние факторы связаны со свойствами самой экосистемы и образуют ее состав (численность популяций, пища, концентрации веществ).

Часто представляется важным оценить значимость факторов, выделить среди них главные и второстепенные.

Те из них, без которых невозможны жизнь и развитие организма – пространство, пища, вода, тепло, свет, кислород, – определяются как условия существования.

Количественная оценка условий существования, характеризующая их доступность для организмов и подчиняющаяся законам сохранения, позволяет классифицировать их как ресурсы.

Другие факторы, действующие не обязательно постоянно, но влияющие на различные проявления жизнедеятельности и распространение организмов, называют факторами воздействия.

Абиотические факторы – факторы неорганической (неживой) природы: температура, свет, влажность, давление и другие климатические и геофизические факторы; природа самой среды – воздушной, водной, почвенной; химический состав среды, концентрация веществ в ней.

К абиотическим факторам относят также физические поля (гравитационное, магнитное, электромагнитное), ионизирующую и проникающую радиацию, движение сред (акустические колебания, волны, ветер, течения, приливы), суточные и сезонные изменения в природе.

Многие абиотические факторы могут быть охарактеризованы количественно и поддаются объективному измерению.

Биотические факторы – это все формы воздействия живых существ друг на друга, как прямые, так и опосредованные.

Все биотические факторы обусловлены внутривидовыми (внутрипопуляционными) и межвидовыми (межпопуляционными) взаимодействиями.

Антропогенные факторы – все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.

Часть их связана с хозяйственным изъятием природных ресурсов, нарушением естественных ландшафтов (вырубка лесов, распашка степей, осушение болот, промысел, замена природных комплексов сооружениями, коммуникациями, водохранилищами, свалками, пустырями).

Другие антропогенные воздействия обусловлены загрязнением природной среды (в том числе и среды обитания человека) – воздуха, водоемов, земли – побочными продуктами, отходами производства и потребления.

Техногенные факторы – преобладающая часть антропогенных факторов, связанная с производством, с применением техники, машин, с влиянием промышленности, транспорта, строительства на природные экологические системы и окружающую человека среду.

Изменения факторов во времени могут быть:

регулярно-периодическими, меняющими силу воздействия в связи со временем суток или сезоном года, ритмом приливов и отливов в океане;

нерегулярными, без четкой периодичности, например изменения погодных условий в разные годы, явлениями катастрофического характера;

направленными на протяжении известных, иногда длительных отрезков времени при похолодании или потеплении климата, зарастании водоемов, постоянном выпасе скота на одном и том же участке.

Экологические факторы могут оказывать на живые организмы воздействия разного рода:

как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций;

как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях;

как модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов;

как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

Важнейшие закономерности в системе «организм – среда»

Закон оптимума.

Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума экологического фактора или его оптимумом для организмов данного вида.

Чем сильнее отклонения от оптимума, тем больше угнетает данный фактор жизнедеятельность организма – это зона регуляции и адаптации (зона пессимума).

Вместе с зоной оптимума они образуют область биологической нормы.

Максимально и минимально переносимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых существование уже невозможно, наступает смерть.

Критические точки ограничивают зону выносливости (толерантности), или экологическую валентность (биоинтервал) вида по отношению к данному конкретному фактору.

Экологическая валентность – это приобретенное в процессе эволюции свойство организмов данного вида, отражающее их способность существовать в определенном диапазоне влияния конкретного фактора.

Положение, ширина зоны выносливости (толерантности, биоинтервал фактора) и характер изменения функций отклика в ее пределах определяются генетически обусловленной нормой реакции организма на действие данного фактора и обладают видовой специфичностью.

Норма реакции, как и характеристики диапазона выживания, зависят от возраста, пола, фазы развития и различны для разных форм жизнедеятельности и физиологических процессов.

Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением приставки «эври». Неспособность переносить значительные колебания фактора, или узкая экологическая валентность, характеризуются приставкой «стено-».

Виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенобионтными, а те, которые способны приспосабливаться к разной экологической обстановке – эврибионтными.

Закон неоднозначного действия фактора на разные функции.

Любой экологический фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других.

Изменчивость, вариабельность и разнообразие ответных реакций на действие факторов среды у отдельных особей вида.

Степень выносливости, критические точки, оптимальная и пессимальные зоны отдельных индивидуумов не совпадают.

Значит, экологическая валентность вида всегда шире экологической валентности каждой отдельной особи.

К каждому из факторов среды виды приспосабливаются относительно независимым путем.

Степень выносливости к какому-либо фактору не означает соответствующей экологической валентности вида к остальным факторам.

Правило экологической индивидуальности.

Экологические спектры отдельных видов не совпадают, каждый вид специфичен по своим экологическим возможностям.

Даже у близких по способам приспособления к среде видов существуют различия в отношении к каким-либо отдельным факторам.

Сумма экологических валентностей по отношению к отдельным факторам среды составляет экологический спектр вида.

Закон взаимодействия факторов.

Экологический оптимум сочетания факторов отличается от оптимума какого-нибудь одного, пусть даже самого главного фактора.

Оптимальная зона 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.

Следовательно, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологическое воздействие.

Наоборот, один и тот же экологический результат может быть получен разными путями.

Эффект компенсации факторов обоснован Рюбелем в 1930 году в виде следующего положения:

Отсутствие или недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсирован другим близким (аналогичным) фактором.

Закон толерантности Шелфорда!!!!!!!!!