5.3 Основные закономерности действия экологических факторов

и живых организмов

Несмотря на многообразие влияния экологических факторов, можно выявить общий характер их воздействия на организм. Любой экологический фактор характеризуется определёнными количественными показателями: вы­сокая или низкая температура, интенсивность освещённости, степень влаж­ности, концентрация биогенных веществ, количество пищи и т.д. Эффект влияния фактора зависит не только от характера действия на организм, но и от его количественной характеристики.

Н аиболее эффективно действие фактора при некотором значении, оптимальном для организма. Диапазон действия, или зона толерантности (выносливости) экологического фактора ограничен крайними пороговыми значениями - точками минимума и максимума, (рисунок 7).

Рисунок 7 - Схема действия экологического фактора

Точка, соответствующая наилучшему показателю жизнедеятельности организма, называется точка оптимума. Таким образом, три точки (опти­мума, минимума и максимума) составляют три кардинальные точки, кото­рые определяют возможные реакции организма на данный фактор. Зоны пес­симума выражают состояние угнетения организма. Условия среды за пределами зоны комфорта называют экстремальными.

Перечисленные закономерности воздействия экологических факторов на живые организмы и характер их ответных реакций известны как «Пра­вило оптимума».

По своему воздействию на организм экологические факторы не рав­ноценны. Одни из них ведущие (главные), другие фоновые (второстепенные), они для разных возрастных групп могут быть неодинаковы.

В комплексе факторов, воздействующих на организм, первостепенные значения приобретают и те, которые сильнее всего ограничивают жизнеде­ятельность организмов. Они контролируют условия существования. Поэтому фактор,приближающийся к крайним значениям пределов выносливости или превышающий их, называется лимитирующим. Представление о лимитиру­ющих факторах основывается на двух законах экологии: законе минимума и законе толерантности.

Существование и выносливость организма зависит от такого фактора, который имеется в минимальном количестве.

На основании этого в 1840 году Ю. Либихом сформулирован закон ми­нимума: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Например, величина урожая опреде­ляется количеством в почве того или иного элемента питания, потребность рас­тений в котором удовлетворена меньше всего, т.е. данный элемент находится в минимальном количестве. Урожай будет возрастать пропорционально вно­симым дозам до тех пор, пока не окажется в минимуме другое вещество.

Существование организма может определяться не минимальным значе­нием, а наоборот избытком любого из факторов. На основании этого амери­канский учёный В. Шелфорд (1913 г.) сформулировал закон толерантнос­ти: рост и развитие организмов зависит в первую очередь от тех фак­торов среды, значения которых приближаются к экологическому мини­муму или экологическому максимуму.

Выносливость организмов к воздействию в диапазоне между двумя пессимальными значениями фактора называют пределом толерантности вида.

Экологическая валентность организмов характеризует диапазон адап­тивности (приспособленности) вида к разнообразным условиям среды.

Совокупность экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида.

Степень толерантности выражается рядом терминов, в которых исполь­зуются приставки «стено» - узкий и «эври» - широкий. Так, эврибионтные и стенобионтные живые организмы – организмы соответственно широкой и узкой приспособленности. Эврибионтными организмами являются волк, бурый медведь, тростник, способные жить в разнообразных условиях; стенобионт­ными являются форель, живущая только в чистой проточной воде, глубоко­водные рыбы и др.

По отношению к конкретным факторам среды виды организмов подраз­деляют на: эвритермные и стенотермные, способные переносить значи­тельные колебания температуры (песцы в тундре); эвригидридные и стено­гидридные, характеризующиеся противоположной реакцией на колебания влажности; эвригалинные и стеногалинные, обладающие разной адаптацией к степени засоления среды; эвриойкные и стеноойкные, способные жить в разных местах.