Cum se numește un factor de mediu care depășește limitele? Factorii de mediu

Factorii de mediu au o expresie cantitativă (Figura 6). În raport cu fiecare factor, se poate distinge zona optima (zona de activitate normală a vieții), zona pessimum(zonă de opresiune) și limitele de anduranta corp. Optim este cantitatea de factor de mediu la care intensitatea activității vitale a organismelor este maximă. În zona pessimum, activitatea vitală a organismelor este suprimată. Dincolo de limitele rezistenței, existența unui organism este imposibilă. Există limite inferioare și superioare ale rezistenței.

Figura 6: Dependența acțiunii unui factor de mediu de acțiunea acestuia

Capacitatea organismelor vii de a tolera fluctuațiile cantitative ale acțiunii unui factor de mediu Vîntr-o măsură sau alta se numește valență ecologică (toleranță, stabilitate, plasticitate). Sunt numite specii cu o zonă de toleranță largă eurybiont, cu un îngust - stenobiont (Figura 7 și Figura 8).

Figura 7: Valența ecologică (plasticitatea) speciilor:

1- euribiont; 2 - stenobiont

Figura 8: Valența ecologică (plasticitatea) speciilor

(conform lui Yu. Odum)

Organismele care tolerează fluctuații semnificative de temperatură sunt numite euriterme, în timp ce cele adaptate la un interval de temperatură îngust sunt numite stenoterme. La fel, în raport cu presiunea, se disting organisme eury- și stenobate, în raport cu gradul de salinitate al mediului - eury - și stenohalină etc.

Valențele de mediu ale indivizilor nu coincid. Prin urmare, valența ecologică a unei specii este mai largă decât valența ecologică a fiecărui individ în parte.

Valența ecologică a unei specii față de diferiți factori de mediu poate diferi semnificativ. Setul de valențe de mediu în raport cu diverși factori de mediu este spectrul ecologic fel.

Se numește un factor ecologic, a cărui valoare cantitativă depășește rezistența speciei limitare factor (limitator). Acest factor va limita răspândirea speciei chiar dacă toți ceilalți factori sunt favorabili. Factorii limitatori determină aria geografică a speciei. Cunoașterea umană a factorilor limitatori pentru un anumit tip de organism permite, prin schimbarea condițiilor de mediu, fie suprimarea, fie stimularea dezvoltării acestuia.

Putem evidenția principalele modele de acțiune ale factorilor de mediu:

legea relativității factorilor de mediu - directia si intensitatea actiunii unui factor de mediu depind de cantitatile in care este luat si in combinatie cu ce alti factori actioneaza. Nu există factori de mediu absolut benefici sau dăunători: totul este o chestiune de cantitate. De exemplu, dacă temperatura ambiantă este prea scăzută sau prea ridicată, de ex. depășește rezistența organismelor vii, acest lucru este rău pentru ele. Doar valorile optime sunt favorabile. În același timp, factorii de mediu nu pot fi luați în considerare izolat unul de celălalt. De exemplu, dacă organismul se confruntă cu o lipsă de apă, atunci îi este mai dificil să tolereze temperaturile ridicate;

legea înlocuibilității relative și a neînlocuibilității absolute a factorilor de mediu - absenţa absolută a oricăreia dintre condiţiile obligatorii de viaţă nu poate fi înlocuită cu alţi factori de mediu, dar deficienţa sau excesul unor factori de mediu poate fi compensată prin acţiunea altor factori de mediu. De exemplu, absența completă (absolută) a apei nu poate fi compensată de alți factori de mediu. Cu toate acestea, dacă alți factori de mediu sunt optimi, atunci este mai ușor să tolerați lipsa apei decât atunci când alți factori sunt în deficiență sau în exces.

Factorii de mediu au expresie cantitativă. În raport cu fiecare factor, se poate distinge zona optima(zona de activitate normală a vieții), zona pessimum(zonă de opresiune) și limitele de anduranta corp. Optim este cantitatea de factor de mediu la care intensitatea activității vitale a organismelor este maximă. În zona pessimum, activitatea vitală a organismelor este suprimată. Dincolo de limitele rezistenței, existența unui organism este imposibilă. Există limite inferioare și superioare ale rezistenței.

Capacitatea organismelor vii de a tolera fluctuațiile cantitative ale acțiunii unui factor de mediu într-un grad sau altul se numește valență ecologică (toleranță, stabilitate, plasticitate). Se numește intervalul valorilor factorilor de mediu dintre limitele superioare și inferioare ale rezistenței zona de toleranta. Sunt numite specii cu o zonă de toleranță largă eurybiont, cu un îngust - stenobiont. Astfel, organismele care tolerează fluctuații semnificative de temperatură sunt numite euriterme, în timp ce cele adaptate la un interval îngust de temperatură sunt numite stenoterme. La fel, în raport cu presiunea, se disting organismele eury- și stenohaline, în raport cu gradul de salinitate al mediului – eury- și stenohaline etc.

Valențele de mediu ale indivizilor nu coincid. Prin urmare, valența ecologică a unei specii este mai largă decât valența ecologică a fiecărui individ în parte.

Se numește un factor ecologic, a cărui valoare cantitativă depășește rezistența speciei factor limitator (limitator).. Acest factor va limita răspândirea speciei chiar dacă toți ceilalți factori sunt favorabili. Factorii limitatori determină aria geografică a speciei. Cunoașterea umană a factorilor limitatori pentru un anumit tip de organism permite, prin schimbarea condițiilor de mediu, fie suprimarea, fie stimularea dezvoltării acestuia.

Putem evidenția principalele modele de acțiune ale factorilor de mediu:

legea relativității factorilor de mediu- directia si intensitatea actiunii unui factor de mediu depind de cantitatile in care este luat si in combinatie cu ce alti factori actioneaza. Nu există factori de mediu absolut benefici sau nocivi: totul depinde de cantitatea lor. De exemplu, dacă temperatura ambientală este prea scăzută sau prea ridicată, de ex. depășește rezistența organismelor vii, acest lucru este rău pentru ele. Doar valorile optime sunt favorabile;
legea înlocuibilității relative și a neînlocuibilității absolute a factorilor de mediu- absenţa absolută a oricăreia dintre condiţiile obligatorii de viaţă nu poate fi înlocuită cu alţi factori de mediu, dar deficienţa sau excesul unor factori de mediu poate fi compensată prin acţiunea altor factori de mediu. De exemplu, absența completă (absolută) a apei nu poate fi compensată de alți factori de mediu. Cu toate acestea, dacă alți factori de mediu sunt optimi, atunci este mai ușor să tolerați lipsa apei decât atunci când alți factori sunt în deficiență sau în exces.

Factorii de mediu acționează întotdeauna asupra organismelor în combinație. Mai mult, rezultatul nu este suma influenței mai multor factori, ci este un proces complex de interacțiune a acestora. În același timp, vitalitatea organismului se modifică, apar proprietăți adaptative specifice care îi permit să supraviețuiască în anumite condiții și să tolereze fluctuațiile valorilor diferiților factori.

Influenţa factorilor de mediu asupra organismului poate fi reprezentată sub forma unei diagrame (Fig. 94).

Cea mai favorabilă intensitate a factorului de mediu pentru organism se numește optimă sau optim.

Abaterea de la acțiunea optimă a factorului duce la inhibarea funcțiilor vitale ale organismului.

Se numește limita dincolo de care existența unui organism este imposibilă limita de rezistenta.

Aceste limite sunt diferite pentru specii diferite și chiar pentru indivizi diferiți ai aceleiași specii. De exemplu, straturile superioare ale atmosferei, izvoarele termale și deșertul de gheață din Antarctica depășesc limitele rezistenței multor organisme.

Se numește un factor de mediu care depășește limitele rezistenței organismului limitare.

Are limite superioare și inferioare. Deci, pentru pești factorul limitativ este apa. În afara mediului acvatic, viața lor este imposibilă. O scădere a temperaturii apei sub 0 °C este limita inferioară, iar o creștere peste 45 °C este limita superioară a rezistenței.

Orez. 94. Schema acțiunii unui factor de mediu asupra organismului

Astfel, optimul reflectă caracteristicile condițiilor de viață ale diferitelor specii. În conformitate cu nivelul celor mai favorabili factori, organismele sunt împărțite în iubitoare de căldură și frig, iubitoare de umiditate și rezistente la secetă, iubitoare de lumină și tolerante la umbră, adaptate vieții în apă sărată și dulce etc. cu cât limita rezistenței este mai largă, cu atât organismul este mai plastic. În plus, limita rezistenței în raport cu diverși factori de mediu variază între organisme. De exemplu, plantele iubitoare de umiditate pot tolera schimbări mari de temperatură, în timp ce lipsa umidității le dăunează. Speciile adaptate îngust sunt mai puțin plastice și au o mică limită de rezistență speciile adaptate pe scară largă sunt mai plastice și au o gamă largă de fluctuații ale factorilor de mediu;

Pentru peștii care trăiesc în mările reci din Antarctica și Oceanul Arctic, intervalul de temperatură este de 4-8 °C. Pe măsură ce temperatura crește (peste 10 °C), acestea se opresc din mișcare și cad în stupoare termică. Pe de altă parte, peștii de la latitudini ecuatoriale și temperate tolerează fluctuațiile de temperatură de la 10 la 40 °C. Animalele cu sânge cald au o gamă mai largă de rezistență. Astfel, vulpile arctice din tundra pot tolera schimbările de temperatură de la -50 la 30 °C.

Plantele temperate pot rezista la fluctuații de temperatură de 60-80 °C, în timp ce plantele tropicale au un interval de temperatură mult mai restrâns: 30-40 °C.

Interacțiunea factorilor de mediu este că modificarea intensității unuia dintre ele poate îngusta limita rezistenței la un alt factor sau, dimpotrivă, o poate crește. De exemplu, temperatura optimă crește toleranța la lipsa de umiditate și alimente. Umiditatea ridicată reduce semnificativ rezistența organismului la temperaturi ridicate. Intensitatea expunerii la factorii de mediu depinde direct de durata acestei expuneri. Expunerea pe termen lung la temperaturi ridicate sau scăzute este dăunătoare multor plante, în timp ce plantele tolerează în mod normal schimbările pe termen scurt. Factorii limitatori pentru plante sunt compoziția solului, prezența azotului și a altor substanțe nutritive în acesta. Deci, trifoiul crește mai bine în soluri sărace în azot, iar urzica face opusul. O scădere a conținutului de azot din sol duce la o scădere a rezistenței la secetă a cerealelor. Plantele cresc mai rău pe soluri sărate; multe specii nu prind deloc rădăcini. Astfel, adaptabilitatea organismului la factorii individuali de mediu este individuală și poate avea atât o gamă largă, cât și îngustă de rezistență. Dar dacă modificarea cantitativă a cel puțin unuia dintre factori depășește limita rezistenței, atunci, în ciuda faptului că alte condiții sunt favorabile, organismul moare.

Se numește setul de factori de mediu (abiotici și biotici) care sunt necesari existenței unei specii nișă ecologică.

O nișă ecologică caracterizează modul de viață al unui organism, condițiile sale de viață și nutriția. Spre deosebire de o nișă, conceptul de habitat denotă teritoriul în care trăiește un organism, adică „adresa” acestuia. De exemplu, locuitorii erbivori din stepă, vacile și cangurii, ocupă aceeași nișă ecologică, dar au habitate diferite. Dimpotrivă, locuitorii pădurii - veverița și elanul, clasificați și ei erbivori, ocupă nișe ecologice diferite. Nișa ecologică determină întotdeauna distribuția unui organism și rolul acestuia în comunitate.

| |
§ 67. Impactul anumitor factori de mediu asupra organismelor§ 69. Proprietăţile de bază ale populaţiilor

Pagini similare

Legea optimului. Factorii de mediu de mediu au expresie cantitativă. Fiecare factor are anumite limite de influență pozitivă asupra organismelor (Fig. 2). Atât acțiunea insuficientă, cât și cea excesivă a factorului afectează negativ activitatea de viață a indivizilor.

În raport cu fiecare factor, se poate distinge o zonă optimă (zonă de activitate normală a vieții), o zonă pessimum (zonă de depresie), limite superioare și inferioare ale rezistenței organismului.

Zona optimă, sau optimă (din lat. optim- cel mai nobil, cel mai bun), - o astfel de cantitate de factor de mediu la care intensitatea activității vitale a organismelor este maximă.

Zona pessimum sau pessimum (din lat. pessimum - cauza rău, suferi daune) - o astfel de cantitate de factor de mediu la care intensitatea activității vitale a organismelor este suprimată.

Limita superioară de anduranță - cantitatea maximă de factor de mediu la care este posibilă existența unui organism.

Orez. 2.

Limită inferioară de rezistență - cantitatea minimă de factor de mediu la care este posibilă existența unui organism.

Dincolo de limitele rezistenței, existența unui organism este imposibilă.

Curba poate fi lată sau îngustă, simetrică sau asimetrică. Forma sa depinde de specia organismului, de natura factorului și de care dintre reacțiile corpului este aleasă ca răspuns și în ce stadiu de dezvoltare.

Se numesc valorile factorilor de mediu dintre limitele superioare și inferioare de anduranță zona de toleranta.

Sunt numite specii cu o zonă de toleranță largă eurybiont (din greaca euris - lat), cu îngust - stenobiont (din greaca tulpini - îngust) (Fig. 3 și 4).

Sunt numite organisme care pot tolera fluctuații semnificative de temperatură euritermic , și adaptat la un interval de temperatură îngust - stenotermic. La fel, în raport cu presiunea, se disting eury- și stenobat organisme, în raport cu umiditatea - eury- și stenohidric, în raport cu gradul de

Orez. 3.1 - eurybiont: 2 - stenobiont

Orez. 4.

mediu de sărare - eury- și stenohalină,în raport cu conținutul de oxigen din apă - eury- și stenoxibiont, in legatura cu scrisul - eury- și stenofag,în raport cu habitatul - eury- și steno-oic, etc.

Astfel, direcția și intensitatea acțiunii unui factor de mediu depind de cantitățile în care este luat și în combinație cu ce alți factori acționează. Nu există factori de mediu absolut benefici sau dăunători: totul este o chestiune de cantitate. De exemplu, dacă temperatura ambientală este prea scăzută sau prea mare, adică dincolo de limitele de rezistență ale organismelor vii, acest lucru este rău pentru ele. Doar valorile optime sunt favorabile. În același timp, factorii de mediu nu pot fi luați în considerare izolat unul de celălalt. De exemplu, dacă organismul se confruntă cu o lipsă de apă, atunci îi este mai greu să tolereze temperaturile ridicate.

Fenomenul de aclimatizare. Poziția limitelor optime și de anduranță pe gradientul factorului se poate schimba în anumite limite. De exemplu, o persoană poate tolera mai ușor temperaturile ambientale mai scăzute iarna decât vara și temperaturile mai ridicate, invers. Acest fenomen se numește aclimatizare (sau aclimatizare). Aclimatizarea are loc atunci când se schimbă anotimpurile sau la intrarea într-o zonă cu o climă diferită.

Ambiguitatea efectului factorului asupra diferitelor funcții ale corpului.

Aceeași cantitate de factor are efecte diferite asupra diferitelor funcții ale corpului. Optimul pentru unele procese poate fi un pessimum pentru altele. De exemplu, la plante, intensitatea maximă a fotosintezei se observă la o temperatură a aerului de +25...+35 °C, iar respirația - +55 °C (Fig. 5). În consecință, la temperaturi mai scăzute va exista o creștere a biomasei vegetale, iar la temperaturi mai ridicate va avea loc o pierdere de biomasă. La animalele cu sânge rece, o creștere a temperaturii la +40 °C sau mai mult crește rata proceselor metabolice din organism, dar inhibă activitatea motorie, iar animalele cad în stupoare termică. La om, testiculele sunt situate în afara pelvisului, deoarece spermatogeneza necesită temperaturi mai scăzute. Pentru mulți pești, temperatura apei care este optimă pentru maturarea gameților este nefavorabilă pentru depunerea icrelor, care are loc la o temperatură diferită.

Ciclul de viață, în care în anumite perioade organismul îndeplinește în primul rând anumite funcții (nutriție, creștere, reproducere, așezare etc.), este întotdeauna în concordanță cu schimbările sezoniere într-un complex de factori de mediu. Organismele mobile pot

Orez. 5.t MUH, t onm, t MaKC- temperatura minima, optima si maxima pentru cresterea plantelor (zona umbrita)

schimbă, de asemenea, habitatele pentru implementarea cu succes a tuturor funcțiilor lor vitale.

Valența ecologică a speciei. Valențele ecologice ale indivizilor individuali nu coincid. Ele depind de caracteristicile ereditare și ontogenetice ale indivizilor individuali: sex, vârstă, morfologice, fiziologice etc. Prin urmare, valența ecologică a unei specii este mai largă decât valența ecologică a fiecărui individ în parte. De exemplu, pentru molia morar - unul dintre dăunătorii produselor din făină și cereale - temperatura minimă critică pentru omizi este -7 °C, pentru formele adulte - 22 °C,

iar pentru ouă - 27 °C. Înghețul de -10 °C ucide omizile, dar nu este periculos pentru

imago și ouă ale acestui dăunător.

Spectrul ecologic al speciei. Setul de valențe ecologice ale unei specii în raport cu diverși factori de mediu este spectrul ecologic al speciei. Spectrele ecologice ale diferitelor specii diferă unele de altele. Acest lucru permite diferitelor specii să ocupe habitate diferite. Cunoașterea spectrului ecologic al unei specii permite introducerea cu succes a plantelor și animalelor.

Interacțiunea factorilor.În natură, factorii de mediu acționează împreună, adică într-o manieră complexă. Efectul combinat al mai multor factori de mediu asupra organismului este numit constelaţie. Zona optimă și limitele de rezistență ale organismelor în raport cu orice factor de mediu se pot schimba în funcție de puterea și combinația altor factori care acționează simultan. De exemplu, temperaturile ridicate sunt mai greu de suportat atunci când există o lipsă de apă, vânturile puternice cresc efectul frigului, căldura este mai ușor de suportat în aer uscat etc. Astfel, același factor în combinație cu alții are impacturi diferite asupra mediului (Fig. 6). În consecință, același rezultat de mediu poate fi obținut în moduri diferite. De exemplu, compensarea lipsei de umiditate se poate face prin udare sau scăderea temperaturii. Se creează efectul schimbului parțial de factori. Cu toate acestea, compensarea reciprocă a factorilor de mediu are anumite limite și este imposibil să înlocuiți complet unul dintre ei cu altul.

Orez. 6. Mortalitatea ouălor de viermi de mătase de pin Dendrolimuspini la diferite combinații de temperatură și umiditate (după N.M. Chernova, A.M. Bylova, 2004)

Astfel, absența absolută a oricăreia dintre condițiile obligatorii de viață nu poate fi înlocuită cu alți factori de mediu, dar deficiența sau excesul unor factori de mediu poate fi compensată prin acțiunea altor factori de mediu. De exemplu, absența completă (absolută) a apei nu poate fi compensată de alți factori de mediu. Cu toate acestea, dacă alți factori de mediu sunt optimi, atunci este mai ușor să tolerați lipsa apei decât atunci când alți factori sunt în deficiență sau în exces.

Legea factorului limitator. Posibilitățile de existență a organismelor sunt limitate în primul rând de acei factori de mediu care sunt cel mai departe de optim. Se numește un factor ecologic, a cărui valoare cantitativă depășește rezistența speciei factor limitator (limitator). Un astfel de factor va limita existența (distribuția) speciei chiar dacă toți ceilalți factori sunt favorabili (Fig. 7).

Orez.

Factorii limitatori determină aria geografică a speciei. De exemplu, avansarea unei specii la poli poate fi limitată de lipsa căldurii, iar în regiunile aride de lipsa de umiditate sau de temperaturi prea ridicate.

Cunoașterea umană a factorilor limitatori pentru un anumit tip de organism permite, prin schimbarea condițiilor de mediu, fie suprimarea, fie stimularea dezvoltării acestuia.

Condiții de viață și condiții de viață. Complexul de factori sub influența cărora se desfășoară toate procesele de viață de bază ale organismelor, inclusiv dezvoltarea și reproducerea normală, se numește condiţiile de viaţă. Se numesc condițiile în care reproducerea nu are loc conditii de existenta.

Organismele sunt întotdeauna afectate de un complex de factori de mediu. Cea mai favorabilă intensitate a factorului de mediu pentru organism se numește optim, sau optim. Abaterea de la acțiunea optimă a factorului duce la inhibarea funcțiilor vitale ale organismului. Se numește limita dincolo de care existența unui organism este imposibilă limita de rezistenta. Pentru orice organism și specie în ansamblu, există o limită proprie pentru fiecare factor de mediu. Se numește un factor de mediu care depășește limitele rezistenței organismului limitare. Are limite superioare și inferioare.

Optimul reflectă caracteristicile condițiilor de viață ale diferitelor specii. Cu cât limita rezistenței este mai largă, cu atât corpul este mai plastic. Mai mult decât atât, limita rezistenței în raport cu diverși factori de mediu variază între organisme. Speciile adaptate îngust sunt mai puțin plastice și au o mică limită de rezistență, speciile adaptate pe scară largă sunt mai plastice și au o gamă largă de rezistență la fluctuațiile factorilor de mediu.

Interacțiunea diferiților factori de mediu este că modificările intensității unuia pot reduce limita de rezistență la un alt factor sau, dimpotrivă, o pot crește.

De exemplu, temperatura optimă crește toleranța la lipsa de umiditate și alimente.

Se numește setul de factori de mediu (abiotici și biotici) necesari existenței unei specii nișă ecologică, care caracterizează modul de viață al unui organism, condițiile sale de viață și alimentația.

RELAȚIILE ORGANISMELOR

Factorii biotici se manifestă în relațiile dintre organismele care trăiesc împreună și sunt de natură diversă.

Neutralism-- relații independente între diferite specii care trăiesc împreună pe același teritoriu (de exemplu, veverița și elanul).

Concurenţă-- un tip de relație care apare între două specii cu nevoi similare care trăiesc pe același teritoriu.

Prezența unei specii sau organism reduce resursele alimentare și reduce aria de distribuție a altuia.

De exemplu, oprimarea plantelor din nivelul inferior din pădure, competiția între diferite specii de rozătoare care trăiesc în același câmp, pajiște, prădători ai aceleiași păduri etc. Ca urmare, un concurent mai slab moare sau este înlocuit cu un concurent mai puternic. unul.

Predare-- interacțiunea indivizilor în care unul dintre ei experimentează un impact negativ din partea celuilalt. Prădătorii, hrănindu-se, își distrug prada.

Relația dintre prădător și pradă s-a dezvoltat în timpul procesului de evoluție. Prădătorii acționează ca regulatori naturali ai populației de pradă. O creștere a numărului de prădători duce la o scădere a populației de pradă. La rândul său, o scădere a numărului de pradă duce la o scădere a prădătorilor cărora le lipsește hrana. Un exemplu este relația dintre un iepure și un lup.

Simbioză- coexistenţa speciilor care beneficiază reciproc de o astfel de convieţuire. Un exemplu de simbioză este micoriza - legătura dintre rădăcinile plantelor și hifele fungice, coabitarea bacteriilor și leguminoaselor fixatoare de azot, relația dintre anemonă și crabul pustnic.

Încărcare gratuită-- relația dintre organisme atunci când o specie beneficiază de prezența alteia, deși aceasta din urmă este indiferentă la o astfel de prezență.

De exemplu, hienele ridică rămășițele de pradă nemâncate de prădătorii mari, peștii pilot urmează rechinii și delfinii, hrănindu-se cu resturile de mâncare.

În unele cazuri, corpul sau structurile unei specii pot servi drept habitat sau protecție pentru alta. Acest tip de conviețuire se numește chiriaş

De exemplu, recifele de corali susțin un număr mare de organisme marine. Micile specii de viață marină locuiesc în cavitatea corpului echinodermului holoturian. Plante epifite se așează pe copaci, care le servesc drept punct de atașament, și se hrănesc prin fotosinteză. Acestea sunt mușchi, licheni și unele plante cu flori.

Astfel, într-o biocenoză, între organisme se observă diverse forme de relații, care se construiesc pe alimentație, interacțiune spațială și alte tipuri, reglează numărul populației și determină stabilitatea comunității.