Часть 2 (2 ч)

1.4. Понятие экологического фактора. Закон минимума Либиха. Закон толерантности Шелфорда.

Среда обитания любого живого организма – это совокупность условий его жизни. Успех выживания живых организмов и их процветание зависят от их приспособленности к условиям среды обитания. Условия среды обитания (т. е. компоненты внешней среды), которые оказывают прямое или косвенное воздействие на живые организмы на протяжении хотя бы одного цикла индивидуального развития, называются экологическими факторами.

Существует несколько классификаций экологических факторов: по “критерию жизни”, по свойствам, по отношению к экосистеме и др. Классификация по “критерию жизни” подразумевает деление экологических факторов на биотические и абиотические. Биотическими факторами называют совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других организмов, а также на неживую среду обитания. Например, растения выделяют кислород, необходимый для дыхания животных, а животные обеспечивают поступление в атмосферуCO₂, который используется растениями в процессе фотосинтеза; одни живые существа служат пищей для других живых существ и т.п.Абиотическими фактораминазывают совокупность неорганических (неживых) компонентов экосистемы и внешней среды, влияющих на жизнедеятельность живых организмов. К ним относятся температура, влажность воздуха, давление, сила ветра, энергия солнечных лучей, осадки, химический состав среды обитания и т.п.

В последнее время, кроме биотических и абиотических, выделяют еще одну группу экологических факторов – антропогенные. Антропогенные факторы– это факторы, созданные деятельностью человека и воздействующие на окружающую среду и живые организмы. К ним относятся истребление, размножение и переселение человеком в другие места обитания различных видов животных и растений, влияние человеческой деятельности на климат, режим рек и др., распашка целинных земель и т.п.

Не все экологические факторы одинаково важны для успешного выживания конкретного живого организма. Экологические факторы, которые являются наиболее значимыми (критическими) для жизнедеятельности организма, называются лимитирующими экологическими факторами. Значение лимитирующих факторов для живых организмов было впервые установлено немецким агрохимиком Ю. Либихом и сформулировано в виде закона.

Закон минимума (Ю. Либих, 1840 г.): Рост растений, величина и устойчивость их урожайности зависят от вещества, находящегося в минимуме.Пояснение: Для питания растений очень важны такие элементы, как калий, азот, фосфор; недостаток этих элементов в почве приводит к отклонениям в нормальном росте растений или их гибели.

Сформулированный для растений, закон минимумастал в дальнейшем использоваться для других живых организмов и приобрел новое звучание:Жизнеспособность живых организмов определяется не теми элементами питания, которые потребляются ими в больших количествах и находятся в избытке, а теми, которые используются в микроколичествах и находятся в недостатке. Например, для нормального развития и функционирования человеческого организма большое значение имеют витамины и микроэлементы (железо, магний и др.).

Закон Либиха имеет ограниченный характер и действует, как правило, на уровне химических веществ. Его дополнением является правило взаимодействия факторов: живой организм в определенной мере способен заменить дефицитное вещество иным функционально близким веществом. Для других экологических факторов такая взаимозамена невозможна (закон независимости факторовВ. Р. Вильямса). Например, нельзя действие влажности заменить действием солнечного света и т.п.

Закон минимума Либиха получил дальнейшее развитие в законе толерантности Шелфорда, который установил, что наряду с влиянием минимума (недостатка) экологических факторов, негативное влияние на жизнедеятельность живых организмов может оказывать и их максимум (избыток).

Закон толерантности (Ю. Шелфорд, 1913 г.): Лимитирующим фактором процветания живого организма может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми соответствует величине выносливости (толерантности) организма к данному фактору. Закон Шелфорда был впоследствии (1975 г.) дополнен Ю. Одумом следующими положениями: 1) организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий – в отношении другого; 2) организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены; 3) если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для данного вида организмов, то диапазон толерантности может уменьшиться в отношении других факторов и т.д.