2.14. Влияние абиотических факторов на организмы

Абиотическими – называют физические и химические факторы среды обитания (а – не, био – живущий). К ним относятся: свет, температура, влажность, вода, ветер, рН (кислотность, соленость и другие).

Среды обитания организмов принято подразделять на четыре группы:

• наземно-воздушная;

• водная;

• почвенная;

• организменная.

2.14.1 Закономерности, определяющие связи организмов со средой

Действие абиотических факторов на организмы, определяют следующие законы (правила):

• правило оптимума;

• правило взаимодействия факторов;

• правило лимитирующих факторов и другие.

Правило оптимума

Согласно этому правилу для организма или определенной стадии его развития каждый фактор среды имеет зону оптимума (диапазон наиболее благоприятных (оптимальных) значений). За пределами зоны оптимума лежат зоны угнетения или стресса, которые ограничиваются критическими точками, за которыми существование организма невозможно.

Зоны оптимума и их положение для различных видов не одинаковы. Некоторые растения вообще не переносят заморозков, а другие могут переносить отрицательные температуры несколько недель.

В зависимости от размеров оптимальных зон организмы разделяют на две группы:

• эврибионты (эури – широкий)

• стенобионты (стенос – узкий)

Стенобионтам удобнее жить в водной, организменной и почвенной средах, которые более стабильны по своим свойствам.

Эврибионты – имеют больше шансов на выживание в наземно-воздушной среде, которая более динамична.

Зона оптимума по температуре среды обычно шире у теплокровных организмов.

Важно отметить, что зона оптимума зависит от периода жизни организма. Для молодых и старых организмов требуются более однородные условия (личинки – стенобионтны, а куколки и взрослые особи насекомых – эврибионтны).

По отношению к температуре организмы подразделяются на гемойотермные, пойкилотермные.

К гемойотермным организмам относятся "теплокровные" животные и птицы. Благодаря более интенсивным химическим реакциям (метаболизму), протекающих в их телах, довольно высокая глубинная температура тел (30…43 ⁰С) не зависит от температуры среды.

К пойкилотермным организмам относят весь органический мир, кроме животных и птиц. Температура тел этих организмов меняется в зависимости от температуры среды (змеи, лягушки насекомые и др.).

Некоторые виды гемойотермных организмов обладают способностью в экологически напряженных условиях впадать в состояние оцепенения (спячки), характерное для пойкилотермных организмов (медведи, суслики). Такие виды выделяют в категорию гетеротермных животных, проявляющих признаки гемойотермных и пойкилотермным организмов.

Правило взаимодействия факторов

Оно заключается в том, что одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов. Например, избыток тепла может в какой-то мере, смягчатся пониженной влажностью воздуха. Недостаток света, может компенсироваться повышенным содержанием СО₂.

Однако один фактор не может полностью компенсировать негативное действие другого фактора. Они не взаимозаменяемы, так как для каждого фактора имеются критические точки, за пределами которых организм погибает.

Правило лимитирующих факторов

Правило заключается в том, что даже один фактор, находящийся в недостатке или избытке, то есть вблизи критических точек, приводит к стрессу или гибели, несмотря на то, что другие факторы оптимальны.

Такой фактор называют лимитирующим. Лимитирующим может быть любой фактор среды. Например, стресс или гибель растений может быть вызвана, чрезмерным поливом или избытком веществ, так и недостатком воды или питательных веществ.

Закон был открыт в 1840 г при наблюдении за влиянием на растения химических удобрений. Было замечено, что ограничение дозы одного из них ведет к замедлению роста.

Дальнейшие наблюдения показали, что закон лимитирующих факторов (справедлив, выполняется) относится ко всем факторам, как абиотическим, так и биотическим.

Концепция лимитирующих факторов применима и к животному миру. Ограничивать распространение животных могут как биотические факторы (недостаток пищи, хищники, паразиты), так и абиотические условия среды (отсутствие водоемов для питья, мест для гнездования или укрытия, низкие температуры, высота снежного покрова). Например, кабаны не заселяют территории с высотой снежного покрова более 40…50 см.

Назовем ещё две закономерности.

Фотопериодизм, под которым понимают реакцию организмов на длину светового дня, с которой организмы связывают фазы развития или поведения.

Адаптация к ритмичности природных явлений: суточных, сезонных и других. Одни организмы хорошо переносят изменения ритмики, а другие плохо. Первые – способны к широкому расселению, а вторые – нет (рыбы, страусы).