Тема 3. Аутекологія та патологія тварин. Захворювання, які

виникають внаслідок лімітуючої дії екологічних факторів

Питання за темою:

1. Лімітуючи фактори і закон оптимуму.

2. Екологічна валентність та екологічний спектр.

3. Мінімум екологічного фактора і його негативна дія на організм тварин.

4. Максимум екологічного фактора і його лімітуюча дія. Діапазон між мінімумом і максимумом екологічного фактору – величина витривалості (толерантності) виду.

5. Особливості розповсюдження видів, екологічна ніша.

Методичні поради

Перш ніж розглядати питання про лімітуючу дію екологічних факторів на тваринний організм, слід нагадати, що безперервність життя на Землі забезпечується унікальною здатністю живих істот створювати і підтримувати внутрішнє середовище, здійснювати обмін речовин з навколишнім середовищем і передавати ці властивості своїм нащадкам. Внутрішнє середовище будь-якої істоти якісно відрізняється від зовнішнього середовища. Якісна самостійність внутрішнього середовища організму регулюється механізмами гомеостазу.

Гомеостаз організму – це стан внутрішньої динамічної рівноваги, який забезпечується взаємодією складних процесів регуляції і координації біохімічних реакцій за принципом зворотного зв'язку. Гомеостаз може здійснюватись тільки за певних умов навколишнього середовища; поза межами цих умов автономність організму порушується і він гине.

Організм як елементарна частинка живого світу в середовищі свого існування знаходиться під одночасним впливом різних екологічних факторів, про які йшла мова у попередній темі. Засвоєння і використання цих факторів здійснюється організмом через адаптації.

Адаптації – це пристосування або засоби, за допомогою яких організм здійснює взаємоконтакт з середовищем для підтримання гомеостазу і забезпечує безперервність існування в часі через потомство. Залежно від кількості й сили дії один і той самий фактор може мати протилежне значення для організму. Наприклад, як підвищення, так і зниження температури, до якого організм не може пристосуватись, призводить до його загибелі.

Наявність того чи іншого фактора може бути життєво необхідною умовою для одних видів і не мати ніякого значення для інших. Наприклад, світло для зелених рослин – це джерело енергії, а для різних мешканців ґрунту – зайвий або й небезпечний фактор.

Залежно від сили дії того чи іншого фактора умови існування особин виду можуть бути оптимальними, неоптимальними або відповідати проміжному рівню.

Здатність організму витримувати певну амплітуду коливання фактора називають екологічною валентністю. Для життя організмів велике значення має не тільки абсолютна величина фактора, але й швидкість його зміни.

Діапазон дії екологічного фактора обмежений точками мінімуму і максимуму, які відповідають крайнім значенням даного фактора, при яких можливе існування організму.

Точка на осі абсцис, яка відповідає найкращим показникам життєдіяльності організмів, означає оптимальну величину фактора – це точка оптимуму. Частіше говорять про зону оптимуму, або у більш широкому значенні – зону комфорту. Крайні ділянки кривої, які показують стан пригнічення при різкій нестачі або надлишку фактора, називають зонами мінімуму. Поблизу критичних точок лежать абсолютні величини фактора, а за межами зони дії фактора – летальні.

Залежність живих систем від факторів, котрі обмежують їх розвиток (так званих лімітуючих факторів), встановлює один із екологічних законів – закон мінімуму (закон обмежуючого фактора).

Вивчення реакцій особин на всі чинники впливу та вміле використання цієї інформації є важливим завданням аутекології, як і інших наук (фізіології тварин, рослин тощо).

Наступним екологічним законом, який узагальнює закон мінімуму, є закон толерантності (закон Шелфорда): відсутність або неможливість розвитку екосистеми визначається не лише нестачею, а й надлишком будь-якого з факторів (тепло, світло, вода тощо). Цей закон може бути виражений іншими словами: лімітуючим фактором процвітання організму може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає ступінь витривалості (толерантності) організму до даного фактора.

Згідно з цим законом будь-який надлишок речовини чи енергії в екосистемі стає її ворогом, забруднювачем. Діапазон між двома величинами складає межі толерантності, в котрих організм нормально функціонує і реагує на вплив середовища.

Таким чином, відповідно до структурної організації популяції чи виду аутекологія на рівні окремого організму досліджує норми реакцій тих чи інших біологічних об'єктів на вплив екологічних факторів, які вимагають певних адаптаційних (пристосувальних) реакцій. За результатами дослідження таких взаємозв'язків аутекологія визначає характеристику екологічні ніші тієї чи іншої біологічної форми, того чи іншого виду. Положення виду, яке він займає в загальній системі біоценозу, комплекс його біоценотичних зв'язків і вимог до абіотичних факторів середовища називають екологічною нішею виду. Тобто, ніша – це, так би мовити, "професія" чи спосіб життя виду.

У кожного виду тварин чи рослин є власна екологічна ніша, що зводить до мінімуму конкуренцію з іншими видами. Тому у збалансованій екосистемі присутність одного виду у більшості випадків загрожує існуванню іншого. Якщо у власній екологічній ніші конкурентна здатність виду дуже висока, то поза нею – значно слабшає або зовсім зникає.