Организм и среда. Экологические факторы.

Окружающая среда, или среда обитания, — это совокупность конкретных условий, в которых обитает особь и с которыми она находится в прямой или косвенной взаимосвязи. Различают водную, воздушно-на­земную, почвенную и организменную (для паразитов) среды обита­ния. В этих средах для организмов создаются специфические для каждой из них условия жизни. Под условиями жизни понимают комплекс элементов среды, обеспечивающий нормальное развитие, размножение организмов и осуществление ими всех основных жизненных процессов. Элементы среды обитания, которые воздействуют на организмы, называются экологическими факторами. Они разделяются на три группы: абиотические, биотические и антропогенные факторы.

Абиотические факторы — совокупность химических и физических факторов неживой природы, среди которых наиболее важны температура, влажность, свет и другие компо­ненты климата, а также химический состав водной, воздушной и почвенной сред и др.

Биотические факторы — все формы взаимодействия организмов с окружающей их биотой (совокупностью живых орга­низмов на какой-либо территории).

Антропогенные факторы — раз­нообразная деятельность человека, которая приводит к изменению при­роды как среды обитания живых ор­ганизмов или непосредственно ска­зывается на их жизни. Воздействие антропогенного фактора на биоту все более возрастает. Для сравнения: в настоящее время один человек с помо­щью техники в состоянии оказать на окружающую среду в среднем боль­шее воздействие, чем все неандер­тальцы, обитавшие на Земле на заре появления Человека разумного. При­веденное деление экологических фак­торов до некоторой степени условно. Иногда весьма трудно отнести дан­ный фактор к той или иной катего­рии. Например, температура в пчели­ном улье зависит не только от темпе­ратуры окружающей среды, но и от количества в нем пчел, и, следова­тельно, является одновременно функ­цией как абиотических, так и биоти­ческих факторов.

В различных физико-географиче­ских областях создались специфиче­ские сочетания многообразных эко­логических факторов, обусловлива­ющие закономерности распростране­ния живых организмов по планете. Под влиянием сезонных изменений экологических факторов в процессе эволюции у ряда видов выработались некоторые адаптивные приспособле­ния: зимняя и летняя спячки, диапауза и др.

Действие экологических факторов на организмы. Ограничивающий фактор.

Среди всей совокупности экологи­ческих факторов лишь некоторые яв­ляются жизненно важными. В ходе эволюции организмы выработали по отношению к их воздействию раз­личные приспособления. Степень приспособляемости организмов к изменяющимся условиям среды назы­вается экологической выносливо­стью, или толерантностью. Количествен­но она выражается диапазоном изме­нений среды, в пределах которого сохраняется жизнедеятельность осо­бей данного вида. По отношению к жизненно важным факторам для каждого биологического вида существуют свои значе­ния оптимума, зовы нормальной жизнедеятельности и пределов выносливости.

Степень выраженности (интенсивность действия) экологического фактора, при которой жизнедеятель­ность особи протекает наилучшим образом, называется оптимумом. Отклонение от оптимума угнетает жиз­недеятельность. Диапазон значений фактора, при которых возможны рост, размножение и длительное существование вида, соответствует зоне нормальной жизнедеятельности. За ее пределами лежат зоны уг­нетения, характеризующиеся нару­шением нормальной жизнедеятельности. Они ограничены критически­ми точками — верхним и нижним пределами экологической выносливости, за которыми жизнь невозмож­на. Диапазон значений фактора, ох­ватывающий зону нормальной жизнедеятельности и зону угнетения, служит показателем толерантно­сти вида к данному экологическому фактору (рис 19.1).

Разные виды живых организмов обладают неодинаковой экологической выносливостью. Различие относительных преде­лов экологической валентности к какому-либо фактору (например, к тем­пературе) у различных видов можно изобразить графически (рис. 19.2). Экологическая выносливость мо­жет варьировать в зависимости от возраста, пола, стадии индивидуаль­ного развития организма. Например, личинки краба не могут развиваться в пресной воде, тогда как взрослые особи заходят в реки далеко вверх по течению.

Экологические факторы среды действуют на живые организмы со­вместно, и влияние каждого из них в определенной мере зависит от интенсивности действия других. Напри­мер, человек высокую температуру воздуха легче переносит при более низкой его влажности, а холод — при высококалорийной пище. Учитывая, что организм испытывает одновременное влияние сразу многих факторов среды, редко быва­ет так, чтобы в одном месте их значения совпадал и с оптимумом. Обычно, хотя бы один фактор в той или иной степени уклоняется от этого значения. Жизненно важные факторы, значения которых в наибольшей степени уклоняются от оптимума и приближаются к пределу выносливости или выходят за него, получили название ограничивающих, или лимитирующих. Ограничивающие фак­торы играют большую роль в жизни вида, определяя его экологическую нишу и географический ареал.