Лекция № 7. Факториальная экология Концепция лимитирующих факторов. Закон минимума ю. Либиха.
В среде своего обитания организмы одновременно подвергаются действию огромного числа факторов. Степень их выносливости к разным факторам никогда не является одинаковой: один и тот же вид может иметь высокую толерантность к одному фактору, но низкую - к другому или другим.
Лимитирующим (от лат. limes — предел, граница), или ограничивающим, называют фактор, значения которого наиболее близки к пределам выносливости организма или выходят за них. Именно этот фактор определяет возможность организмов существовать в данной среде, а в природных условиях ограничивает ареал распространения вида.
Концепцию лимитирующих факторов разработал в 1848г. немецкий химик Ю. Либих (1803—1873 гг.). Либих изучал влияние на рост растений химических элементов почвы и заметил, что «урожай зависит от вещества, имеющегося в минимальном количестве». Например, если в почве имеется достаточное количество всех элементов, кроме бора, количество урожая будет зависеть именно от бора. Соответственно, если в почве ощущается недостаток воды, никакие удобрения не помогут — урожай будет зависеть от воды.
Рис.
7.1. «Бочка Либиха»
Таким образом, решающим является самое слабое звено, именно оно определяет пределы выносливости организма. Это правило носит название «закон минимума» Либиха.
Позже, в 1910 г., В. Шелфорд показал, что губительным может быть не только недостаточное, но и избыточное действие факторов, и ввел понятие лимитирующего влияния максимума.
В. Шелфорд дополнил «закон минимума» Либиха «законом толерантности»: неблагоприятными являются как недостаточные, так и избыточные значения факторов.
При изменении условий среды возможна смена одного лимитирующего фактора другим. Так, при затемнении растений снижается испарение ими влаги, а значит, потребность в воде. При этом лимитирующим фактором становится свет.
В некоторых случаях организмы могут частично заменять какой-то химический фактор (элемент) другим, химически близким. Например, кальций в костной ткани может быть частично заменен на стронций. Однако следует помнить, что замена одного лимитирующего фактора другим никогда не бывает полноценной.
Концепция лимитирующих факторов имеет огромное значение для науки и практики. Выявление лимитирующих факторов является важнейшей задачей экологов при изучении ими экосистем. Знание лимитирующих факторов необходимо для:
- организации охраны растений и животных в природных экосистемах;
- повышения продуктивности сельского хозяйства;
- определения возможности переселения (интродукции) видов в места нового обитания и других целей.
Тестовые вопросы
1. Назовите учёного разработавшего концепцию лимитирующих факторов, получивших название «Закон минимума»? A) А.Тенсли B) В.Вернадский C) Ч.Дарвин D) Ю.Либих
2. Назовите правило, при котором пределы выносливости организма определяет самое слабое звено, т.е.лимитирующий фактор? A) закон толерантности B) закон минимума C) пределы выносливости D) диапазон толерантности |
3. Какие факторы называются лимитирующими (ограничивающими)? A) факторы, недостаточное и избыточное действие которых отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей B) факторы, наиболее близкие к пределам выносливости организма или выходящие за эти пределы C) поведенческие факторы D) морфологические факторы
4. Как отвечает живой организм на эффекты действия экологических факторов? A) поведенческими реакциями; B) физиологическими перестройками; C) морфологическими изменениями D) все вместе взятое |
Глоссарий
На русском языке |
На казахском языке |
На английском языке |
лимитирующий (ограничивающий) фактор |
шектеуші (қоршаушы)фактор |
limiting factor |
закон минимума |
минимум заңы |
law of the minimum |
действие факторов |
факторлар әрекеті |
action factors |
взаимное усиление |
екідайлы күшею |
mutual consolidation |
взаимное ослабление |
екідайлы әлсіреу |
mutual weakening |
генетический фактор |
генетикалық фактор |
genetic factor |
вредный фактор |
зиянды фактор |
the harmful factor |
полезный фактор |
пайдалы фактор |
the useful factor |
Темы СРС
1.Составить перечень известных Вам лимитирующих факторов в природе (Л1, стр. 44-46).
Темы СРСП
1.Опишите ряд примеров из живой природы, где самое слабое звено определяет пределы выносливости организма (Л1, стр. 46-48).
Список основной литературы
1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.
2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.
3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.
4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005 г.
5. Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002 г.
6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001 г.