Moguće je identificirati glavne obrasce djelovanja okolišnih faktora. Interakcija faktora. ograničavajući faktor Opšti obrasci uticaja na životnu sredinu
Zakon Optimuma. Faktori životne sredine imaju kvantitativni izraz. Svaki faktor ima određene granice pozitivnog uticaja na organizme (slika 2). I nedovoljno i prekomjerno djelovanje faktora negativno utječe na životnu aktivnost pojedinca.
U odnosu na svaki faktor razlikuje se optimalna zona (zona normalne životne aktivnosti), pesimalna zona (zona depresije), gornja i donja granica izdržljivosti tijela.
Optimalna zona, ili optimalna (od lat. optimalno- najplemenitiji, najbolji), - takva količina okolišnog faktora pri kojoj je intenzitet vitalne aktivnosti organizama maksimalan.
Pesimum zona, ili pesimum (od lat. pesimum - uzrokovati štetu, pretrpjeti štetu) - takva količina okolišnog faktora pri kojoj se potiskuje intenzitet vitalne aktivnosti organizama.
Gornja granica izdržljivosti - maksimalna količina faktora sredine pri kojoj je moguće postojanje organizma.
Rice. 2.
Donja granica izdržljivosti - minimalna količina faktora sredine pri kojoj je moguća egzistencija organizma.
Iznad granica izdržljivosti, postojanje organizma je nemoguće.
Krivulja može biti široka ili uska, simetrična ili asimetrična. Njegov oblik ovisi o vrsti organizma, o prirodi faktora i o tome koja je reakcija tijela odabrana kao odgovor i u kojoj fazi razvoja.
Sposobnost živih organizama da u jednom ili drugom stepenu tolerišu kvantitativne fluktuacije u delovanju faktora sredine naziva se ekološka valencija (tolerancija, stabilnost, plastičnost).
Zovu se vrijednosti faktora okoline između gornje i donje granice izdržljivosti zona tolerancije.
Vrste sa širokom zonom tolerancije nazivaju se eurybiont (iz grčkog euris - širok), sa uskim - stenobiont (iz grčkog stabljike - uski) (sl. 3 i 4).
Organizmi koji mogu tolerisati značajne temperaturne fluktuacije nazivaju se euritermni , i prilagođen uskom temperaturnom rasponu - stenotermni. Na isti način razlikuju se u odnosu na pritisak euri- i stenobat organizmi, u odnosu na vlažnost - euri- i stenohidrični, u odnosu na stepen
Rice. 3.1 - euribiont: 2 - stenobiont
Rice. 4.
okruženje za soljenje - euri- i stenohalin, u odnosu na sadržaj kiseonika u vodi - euri- i stenoxybiont, u vezi sa pisanjem - euri- i stenofag, u odnosu na stanište - euri- i steno-oic, itd.
Dakle, smjer i intenzitet djelovanja nekog okolišnog faktora zavise od količine u kojoj se uzima iu kombinaciji s kojim drugim faktorima djeluje. Ne postoje apsolutno korisni ili štetni faktori okoline: sve je stvar količine. Na primjer, ako je temperatura okoline preniska ili previsoka, odnosno izvan granica izdržljivosti živih organizama, to je loše za njih. Samo optimalne vrijednosti su povoljne. Istovremeno, faktori životne sredine se ne mogu razmatrati odvojeno jedan od drugog. Na primjer, ako tijelo osjeća manjak vode, onda mu je teže podnijeti visoke temperature.
Fenomen aklimatizacije. Položaj optimalnih i granica izdržljivosti na gradijentu faktora može se pomjeriti u određenim granicama. Na primjer, osoba lakše podnosi niže temperature okoline zimi nego ljeti, a više temperature, obrnuto. Ovaj fenomen se zove aklimatizacija (ili aklimatizacija). Aklimatizacija se događa kada se godišnja doba mijenjaju ili kada se uđe u područje s različitom klimom.
Dvosmislenost djelovanja faktora na različite tjelesne funkcije.
Ista količina faktora ima različite efekte na različite tjelesne funkcije. Optimum za neke procese može biti pesimum za druge. Na primjer, kod biljaka, maksimalni intenzitet fotosinteze se opaža pri temperaturi zraka od +25...+35 °C, a disanja - +55 °C (slika 5). Shodno tome, na nižim temperaturama doći će do povećanja biljne biomase, a na višim do gubitka biomase. Kod hladnokrvnih životinja povećanje temperature na +40 °C ili više uvelike povećava brzinu metaboličkih procesa u tijelu, ali inhibira motoričku aktivnost, a životinje padaju u toplinski stupor. Kod ljudi se testisi nalaze izvan karlice, jer su za spermatogenezu potrebne niže temperature. Za mnoge ribe, temperatura vode koja je optimalna za sazrijevanje gameta je nepovoljna za mrijest, što se događa na drugoj temperaturi.
Životni ciklus, u kojem organizam u određenim periodima prvenstveno obavlja određene funkcije (ishrana, rast, reprodukcija, naseljavanje itd.), uvijek je u skladu sa sezonskim promjenama u kompleksu faktora okoline. Pokretni organizmi mogu
Rice. 5.t MUH, t onm, t MaKC- minimalna, optimalna i maksimalna temperatura za rast biljaka (zasjenjeno područje)
također mijenjaju staništa za uspješnu realizaciju svih njihovih vitalnih funkcija.
Ekološka valencija vrste. Ekološke valencije pojedinih jedinki se ne poklapaju. One zavise od nasljednih i ontogenetskih karakteristika pojedinih jedinki: spola, starosti, morfoloških, fizioloških itd. Stoga je ekološka valencija vrste šira od ekološke valencije svake pojedinačne jedinke. Na primjer, za mlinaricu - jednu od štetočina brašna i proizvoda od žitarica - kritična minimalna temperatura za gusjenice je -7 °C, za odrasle oblike - 22 °C,
a za jaja - 27 °C. Mraz od -10 °C ubija gusjenice, ali nije opasan za
imago i jaja ove štetočine.
Ekološki spektar vrste. Skup ekoloških valencija vrste u odnosu na različite faktore sredine je ekološki spektar vrste. Ekološki spektri različitih vrsta se međusobno razlikuju. To omogućava različitim vrstama da zauzmu različita staništa. Poznavanje ekološkog spektra vrste omogućava uspješno uvođenje biljaka i životinja.
Interakcija faktora. U prirodi faktori životne sredine djeluju zajedno, odnosno na složen način. Kombinovani efekat više faktora životne sredine na organizam se naziva sazviježđe. Optimalna zona i granice izdržljivosti organizama u odnosu na bilo koji faktor životne sredine mogu se pomerati u zavisnosti od snage i kombinacije drugih faktora koji deluju istovremeno. Na primjer, visoke temperature teže se podnose kada je manjak vode, jak vjetar pojačava djelovanje hladnoće, toplina se lakše podnosi na suhom zraku itd. Dakle, isti faktor u kombinaciji sa drugim ima različite uticaje na životnu sredinu (slika 6). Shodno tome, isti ekološki rezultat može se dobiti na različite načine. Na primjer, kompenzacija nedostatka vlage može se obaviti zalijevanjem ili snižavanjem temperature. Stvara se efekat delimične razmene faktora. Međutim, međusobna kompenzacija faktora sredine ima određene granice i nemoguće je jedan od njih u potpunosti zamijeniti drugim.
Rice. 6. Smrtnost jaja borove svilene bube dendrolimuspini pri različitim kombinacijama temperature i vlažnosti (prema N.M. Chernova, A.M. Bylova, 2004)
Dakle, apsolutno odsustvo nekog od obaveznih uslova života ne može se zameniti drugim faktorima sredine, ali se nedostatak ili višak nekih faktora sredine može nadoknaditi delovanjem drugih faktora sredine. Na primjer, potpuno (apsolutno) odsustvo vode ne može se nadoknaditi drugim faktorima okoline. Međutim, ako su drugi faktori okoline u svom optimalnom stanju, onda je lakše tolerisati nedostatak vode nego kada su drugi faktori u manjku ili višku.
Zakon ograničavajućeg faktora. Mogućnosti postojanja organizama prvenstveno su ograničene onim faktorima sredine koji su najdalje od optimuma. Ekološki faktor, čija kvantitativna vrijednost nadilazi izdržljivost vrste, naziva se ograničavajući (ograničavajući) faktor. Takav faktor će ograničiti postojanje (distribuciju) vrste čak i ako su svi drugi faktori povoljni (slika 7).
Rice.
Ograničavajući faktori određuju geografski raspon vrste. Na primjer, napredovanje vrste do polova može biti ograničeno nedostatkom topline, a u sušne regije nedostatkom vlage ili previsokim temperaturama.
Ljudsko poznavanje ograničavajućih faktora za određenu vrstu organizma omogućava, promenom uslova sredine, da potisne ili stimuliše njegov razvoj.
Uslovi života i uslovi života. Kompleks faktora pod čijim se uticajem odvijaju svi osnovni životni procesi organizama, uključujući normalan razvoj i reprodukciju naziva se uslove za život. Stanja u kojima ne dolazi do reprodukcije nazivaju se uslove postojanja.
Pročitajte također:
|
Određeni pritisak u okruženju” Kako razumete ovu izjavu?
Zadatak br. 6. Trenutno, svaki stanovnik naše planete u prosjeku proizvede oko 1 tonu smeća godišnje (MSW - čvrsti kućni otpad), a tu se ne računaju milioni dotrajalih i pokvarenih automobila. Postoje tri glavne opcije za rukovanje čvrstim otpadom: 1 – zakopavanje, spaljivanje, sortiranje i recikliranje. Koja od ovih metoda je ekološki najprihvatljivija? Obezbedite dokaze.
Odaberite jedan tačan odgovor
Jedinstveni prirodni kompleksi formirani od organizama i staništa
1) ekosistemi
2) biosfera
3) populacije
4) biomasa
Grana ekologije koja proučava individualne veze pojedinih organizama (vrsta, jedinki) sa okolinom
1) autekologija
2) biohemija
3) geoekologija
4) sinekologija
5) demekologija
3. Sistem višeg reda, koji pokriva sve pojave života na našoj planeti
1) biosfera
2) atmosfera
3) stratosfera
4) apobiosfera
5) aerobiosfera
Najteže stanište
1) zemlja-vazduh
3) atmosferski
4) društveno okruženje
5) ekološka sredina
5. Svi mogući oblici uticaja živih organizama jedni na druge i na životnu sredinu su:
1) biotički faktori
2) biološki faktori
3) simbiotski faktori
4) edafski faktori
5) ekstremni faktori
Neodrživi ekosistem sa umjetno stvorenim i osiromašenim vrstama koje proizvode poljoprivredne proizvode
1) agorocenoza
2) biogeocenoza
3) agrobiogeocenoza
4) biocenoza
5) agrošumarski kompleks
7. Stabilnost biogeocenoze uglavnom je određena:
1) potrošači
2) proizvođači - fotosintetici
3) velika raznolikost vrsta
4) razlagači
5) hemosintetički proizvođači
Zovu se proizvođači ekosistema - organizmi koji sintetiziraju organske tvari iz neorganskih tvari
1) heterotrofi
2) autotrofi
3) simbionti
4) anaerobne bakterije
5) potrošači
Pojavile su se globalne ekološke katastrofe u biosferi
1) prije pojave čovjeka
2) ovaj period nije precizno definisan
3) nakon pojave čoveka
4) u periodu nastanka biosfere
5) nakon ledenog doba
Karakterizira se sukcesija
1) promjena biotopa ekosistema
4) sezonske promjene zajednica
5) promjena fitocenoze
Kada su izloženi faktoru okoline niskog intenziteta, većina pojedinaca u populaciji
1) prilagođava se
2) je u postupku obeštećenja
3) je u fazi dekompenzacije
4) umire
5) aktivno se razmnožava
Endemske bolesti uključuju
1) fluoroza
3) ascariasis
4) fasciolijaza
5) tuberkuloza
Zove se faktor životne sredine koji prelazi granice izdržljivosti
1) stimulativno
2) abiotički
3) ograničavanje
4) antropogena
5) biotički
1 | |
Uprkos širokom spektru faktora životne sredine, može se identifikovati niz opštih obrazaca u prirodi njihovog uticaja na organizme i u odgovorima živih bića.
Zakon tolerancije (zakon optimuma ili zakon W. Shelforda) – Svaki faktor ima određene granice pozitivnog uticaja na organizme. I nedovoljno i pretjerano djelovanje faktora negativno utječe na životnu aktivnost pojedinca (previše „dobrog“ također „nije dobro“).
Faktori okoline imaju kvantitativni izraz. U odnosu na svaki faktor može se razlikovati optimalna zona (zona normalne životne aktivnosti), pesimum zone (zona ugnjetavanja) i granice izdržljivosti tijelo. Optimum je količina faktora sredine pri kojoj je intenzitet vitalne aktivnosti organizama maksimalan. U zoni pesimuma, vitalna aktivnost organizama je potisnuta. Iznad granica izdržljivosti, postojanje organizma je nemoguće. Postoje donja i gornja granica izdržljivosti.
Sposobnost živih organizama da u jednom ili drugom stepenu tolerišu kvantitativne fluktuacije u delovanju faktora sredine naziva se ekološka valencija (tolerancija, stabilnost, plastičnost).
Zovu se vrijednosti faktora okoline između gornje i donje granice izdržljivosti zona tolerancije. Vrste sa širokom zonom tolerancije nazivaju se euribiont, sa uskim - stenobiont . Organizmi koji mogu tolerisati značajne temperaturne fluktuacije nazivaju se euritermni, i prilagođen uskom temperaturnom rasponu – stenotermni. Na isti način razlikuju se u odnosu na pritisak evry- i stenobatnih organizama, u odnosu na stepen slanosti životne sredine - evry- I stenohaline, u odnosu na ishranu evry- I stenotrofi(u odnosu na životinje koriste se termini evry- I stenofagi) itd.
Valencije životne sredine pojedinaca se ne poklapaju. Dakle, ekološka valencija vrste je šira od ekološke valencije svake pojedinačne jedinke.
Ekološka valencija vrste prema različitim faktorima okoline može se značajno razlikovati. Skup valencija sredine u odnosu na različite faktore sredine je ekološki spektar vrste.
Ekološki faktor, čija kvantitativna vrijednost nadilazi izdržljivost vrste, naziva se ograničavajući (ograničavajući) faktor.
2. Dvosmislenost uticaja faktora na različite funkcije – Svaki faktor različito utječe na različite tjelesne funkcije. Optimum za neke procese može biti pesimum za druge. Dakle, za mnoge ribe je temperatura vode koja je optimalna za sazrijevanje reproduktivnih proizvoda nepovoljna za mrijest.
3. Raznolikost individualnih reakcija na faktore okoline – stepen izdržljivosti, kritične tačke, optimalne i pesimalne zone pojedinih jedinki iste vrste se ne poklapaju. Ova varijabilnost je određena kako nasljednim kvalitetima pojedinaca, tako i spolom, godinama i fiziološkim razlikama. Na primjer, leptir mlinski moljac, jedan od štetnika brašna i proizvoda od žitarica, ima kritičnu minimalnu temperaturu za gusjenice od -7 °C, za odrasle oblike -22 °C, a za jaja -27 °C. Mraz od -10 °C ubija gusjenice, ali nije opasan za odrasle jedinke i jajašca ove štetočine. Prema tome, ekološka valencija vrste uvijek je šira od ekološke valencije svake pojedinačne jedinke.
4. Relativna nezavisnost adaptacije organizama na različite faktore– stepen tolerancije na bilo koji faktor ne znači odgovarajuću ekološku valenciju vrste u odnosu na druge faktore. Na primjer, vrste koje tolerišu velike varijacije u temperaturi ne moraju nužno biti u stanju tolerirati velike varijacije u vlažnosti ili salinitetu. Euritermalne vrste mogu biti stenohalne, stenobatske ili obrnuto.
5. Nesklad između ekoloških spektra pojedinih vrsta– svaka vrsta je specifična po svojim ekološkim mogućnostima. Čak i među vrstama koje su slične po metodama prilagođavanja okolini, postoje razlike u njihovim stavovima prema pojedinim pojedinačnim faktorima.
6. Interakcija faktora– optimalna zona i granice izdržljivosti organizama u odnosu na bilo koji faktor sredine mogu se pomerati u zavisnosti od snage i u kojoj kombinaciji drugi faktori deluju istovremeno. Na primjer, toplinu je lakše podnijeti u suhom, a ne vlažnom zraku. Rizik od smrzavanja je mnogo veći u hladnom vremenu sa jakim vjetrom nego u mirnom vremenu.
7. Zakon minimuma (J. Liebigov zakon ili pravilo ograničavajućih faktora) – Mogućnosti postojanja organizama prvenstveno su ograničene onim faktorima sredine koji su najudaljeniji od optimuma. Ako se barem jedan od faktora okoline približi ili pređe kritične vrijednosti, tada, uprkos optimalnoj kombinaciji drugih uslova, pojedincima prijeti smrt. Dakle, kretanje vrste prema sjeveru može biti ograničeno (ograničeno) nedostatkom topline, a u sušne regije nedostatkom vlage ili previsokim temperaturama. Identifikacija ograničavajućih faktora je veoma važna u poljoprivrednoj praksi.
8. Hipoteza o nezamjenjivosti fundamentalnih faktora (V. R. Williamson)– potpuno odsustvo u životnoj sredini fundamentalnih faktora životne sredine (fiziološki neophodnih; na primer, svetlosti, vode, ugljen-dioksida, hranljivih materija) ne može se nadoknaditi (nadoknaditi) drugim faktorima. Tako, prema Guinnessovoj knjizi rekorda, osoba može živjeti do 10 minuta bez zraka, 10-15 dana bez vode i do 100 dana bez hrane.
U prirodi faktori životne sredine djeluju zajedno, odnosno na složen način. Kompleks faktora pod čijim se uticajem odvijaju svi osnovni životni procesi organizama, uključujući normalan razvoj i reprodukciju naziva se uslove za život. Stanja u kojima ne dolazi do reprodukcije nazivaju se uslove postojanja.
Faktori okoline imaju kvantitativni izraz (slika 6). U odnosu na svaki faktor može se razlikovati optimalna zona (zona normalne životne aktivnosti), pesimum zone(zona ugnjetavanja) i granice izdržljivosti tijelo. Optimum je količina faktora sredine pri kojoj je intenzitet vitalne aktivnosti organizama maksimalan. U zoni pesimuma, vitalna aktivnost organizama je potisnuta. Iznad granica izdržljivosti, postojanje organizma je nemoguće. Postoje donja i gornja granica izdržljivosti.
Slika 6: Zavisnost djelovanja okolišnog faktora od njegovog djelovanja
Sposobnost živih organizama da tolerišu kvantitativne fluktuacije u delovanju faktora životne sredine V u jednom ili drugom stepenu se zove ekološka valencija (tolerancija, stabilnost, plastičnost). Vrste sa širokom zonom tolerancije nazivaju se euribiont, sa uskim - stenobiont (Slika 7 i Slika 8).
Slika 7: Ekološka valencija (plastičnost) vrsta:
1- euribiont; 2 - stenobiont
Slika 8: Ekološka valencija (plastičnost) vrsta
(prema Yu. Odumu)
Organizmi koji tolerišu značajne temperaturne fluktuacije nazivaju se euritermni, dok se oni koji su prilagođeni uskom temperaturnom rasponu nazivaju stenotermni. Na isti način, u odnosu na pritisak, razlikuju se euri- i stenobatni organizmi, u odnosu na stepen saliniteta životne sredine - eury - i stenohalin, itd.
Valencije životne sredine pojedinaca se ne poklapaju. Stoga je ekološka valencija vrste šira od ekološke valencije svake pojedinačne jedinke.
Ekološka valencija vrste prema različitim faktorima okoline može se značajno razlikovati. Skup valencija sredine u odnosu na različite faktore sredine je ekološki spektar vrsta.
Ekološki faktor, čija kvantitativna vrijednost nadilazi izdržljivost vrste, naziva se ograničavajući (ograničavajući) faktor. Ovaj faktor će ograničiti širenje vrste čak i ako su svi drugi faktori povoljni. Ograničavajući faktori određuju geografski raspon vrste. Ljudsko poznavanje ograničavajućih faktora za određenu vrstu organizma omogućava, promenom uslova okoline, da potisne ili stimuliše njegov razvoj.
Možemo istaknuti glavne obrasce djelovanja okolišnih faktora:
zakon relativnosti faktora sredine - smjer i intenzitet djelovanja nekog okolišnog faktora zavise od količine u kojoj se uzima iu kombinaciji sa kojim drugim faktorima djeluje. Ne postoje apsolutno korisni ili štetni faktori okoline: sve je stvar količine. Na primjer, ako je temperatura okoline preniska ili previsoka, tj. prevazilazi izdržljivost živih organizama, to je loše za njih. Samo optimalne vrijednosti su povoljne. Istovremeno, faktori životne sredine se ne mogu razmatrati odvojeno jedan od drugog. Na primjer, ako tijelo osjeti nedostatak vode, onda mu je teže podnijeti visoke temperature;
zakon relativne zamjenjivosti i apsolutne nezamjenjivosti faktora sredine - apsolutno odsustvo nekog od obaveznih uslova života ne može se zameniti drugim faktorima sredine, ali se nedostatak ili višak nekih faktora sredine može nadoknaditi delovanjem drugih faktora sredine. Na primjer, potpuno (apsolutno) odsustvo vode ne može se nadoknaditi drugim faktorima životne sredine. Međutim, ako su drugi faktori okoline u svom optimalnom stanju, onda je lakše tolerisati nedostatak vode nego kada su drugi faktori u manjku ili višku.
2. Opšti obrasci uticaja na životnu sredinu
faktora na organizam. Optimalno pravilo.
U svoj raznolikosti uticajnih faktora sredine i adaptivnih reakcija na njihov uticaj od strane organizama, može se identifikovati niz opštih obrazaca.
Dejstvo faktora sredine na organizam ne zavisi samo od prirode, već i od intenziteta njegovog uticaja, tj. na količinu faktora životne sredine koju telo percipira.
U procesu evolucije svi organizmi su razvili adaptacije da percipiraju prirodne faktore sredine u određenim količinama neophodnim za njihovo normalno funkcionisanje, dok smanjenje ili povećanje ove količine smanjuje njihovu vitalnu aktivnost, a kada se postigne maksimum ili minimum, mogućnost postojanje organizama je potpuno isključeno.
Na slici 1 prikazan je dijagram uticaja faktora sredine na organizam.
Nacrtana je apscisa osa količina faktora sredine (na primjer, temperatura, osvjetljenje, vlažnost, salinitet, itd.), a duž ordinatne ose - intenzitet reakcije organizma na faktor sredine, tj. intenzitet vitalne aktivnosti organizma (na primjer, intenzitet određenog fiziološkog procesa - fotosinteza, disanje, rast, itd.; morfološke karakteristike - veličina organizma ili njegovih organa; ili broj jedinki po jedinici površine itd.).
Kao što se vidi na slici 1, kriva 1, kako se povećava količina faktora okoline, intenzitet vitalne aktivnosti organizma raste do određenog nivoa, a zatim ponovo opada.
Količina faktora okoline određena je uglavnom trima vrijednostima prikazanim na dijagramu tri kardinalne tačke:
(1) - minimalni bod; (2) - optimalna tačka; (3) - maksimalni bod.
Minimalni bod (1) - odgovara količini faktora sredine koja još nije dovoljna za postojanje organizma u datim uslovima.
Optimalna tačka (2) - odgovara količini faktora sredine pri kojoj intenzitet vitalne aktivnosti organizma dostiže najveće moguće vrednosti.
Maksimalni bod (3) - odgovara maksimalnoj količini faktora okoline pri kojoj je intenzitet vitalne aktivnosti organizma nula.
Šema djelovanja faktora okoline na životnu aktivnost organizama:
1, 2. 3 - tačke minimuma, optimala i maksimuma, respektivno;
I, II, III-zone pesimuma, norme i optimuma, respektivno.
II, III – zona normalne životne aktivnosti
Fig.1. Šema djelovanja okolišnog faktora na tijelo.
Optimalna zona naziva se zona neposredno uz optimalnu tačku (2).
U optimalnoj zoni, količina faktora sredine u potpunosti odgovara potrebama organizma i obezbeđuje najpovoljnije uslove za njegov život, tj. je optimalno.
U optimalnoj zoni tijelo je maksimalno prilagođeno djelovanju faktora okoline, stoga su u ovoj zoni adaptivni mehanizmi isključeni, a energija se troši samo na osnovne životne procese.
Normalne zone pozivaju se zone neposredno uz optimalnu zonu. Postoje dvije takve zone, koje odgovaraju odstupanju vrijednosti faktora okoliša od optimalnog prema nedostatku ili njegovom višku.
Normalna zona odgovara količini faktora okoline u kojoj se svi vitalni procesi odvijaju normalno, ali su potrebni dodatni troškovi energije da bi se održali na ovom nivou.
To se objašnjava činjenicom da kada vrijednosti faktora prelaze optimalne, aktiviraju se adaptivni mehanizmi čije je funkcioniranje povezano s određenim utroškom energije, a što više vrijednost faktora odstupa od optimalne, to se više energije troši. o adaptaciji (kriva 2).
Optimalna zona i normalna zona se često nazivaju zona normalnog funkcionisanja organizma.
Zone neposredno uz zonu normalne životne aktivnosti nazivaju se zone pesimizma ili zone ugnjetavanja.
Pesimalne zone odgovaraju količini okolišnog faktora koji smanjuje djelotvornost adaptivnih mehanizama i kao rezultat toga narušava vitalne funkcije tijela.
U ekologiji se često nazivaju uvjeti okoline u kojima bilo koji faktor (ili skup faktora) prelazi zonu normalne životne aktivnosti i djeluje depresivno. ekstremno.
Donja i gornja granica izdržljivosti Nazivaju se minimalne i maksimalne vrijednosti okolišnog faktora pri kojima je život organizama još moguć.
Zona izdržljivosti je raspon vrijednosti okolišnog faktora izvan kojeg život organizama postaje nemoguć.
Izvan izdržljivosti su smrtonosne zone, koji odgovaraju takvoj količini faktora okoline da je djelovanje svih adaptivnih mehanizama nedjelotvorno i život postaje nemoguć.
Na primjer, optimalna temperatura za ljude je 36,6 0 C; granice zone normalne životne aktivnosti - 36,4-37,0 0 C; zone pesimuma određene su vrijednostima od 36,4 - 34,5 0 C i 37,0 - 42,0 0 C; van navedenih vrijednosti u smrtonosnim zonama (34,5 0 C i 42,0 0 C), dolazi do ljudske smrti.
Grafikon ovisnosti vitalne aktivnosti jedinki određene vrste o intenzitetu okolišnog faktora može se dobiti eksperimentalno ili kao rezultat promatranja u prirodi.
1) Za ilustraciju možemo navesti podatke iz eksperimenata sa životinjama smještenim u termogradijentu. Uređaj je cijev čiji je jedan kraj stavljen u led, a drugi uronjen u vodeno kupatilo, što rezultira temperaturnim gradijentom unutar cijevi.
U epruvetu se stavljaju insekti ili druge male životinje, nakon čega se proučava obrazac njihove distribucije kroz cijev. Ispostavilo se da se većina insekata koncentrira na jedno područje.
Kada se grafički prikaže, ovaj će uzorak izgledati kao parabola, gdje područje najveće koncentracije insekata odgovara optimalnoj zoni.
2) Smestiti životinje u uslove različitih temperatura i izračunati procenat njihovog preživljavanja u određenom vremenskom periodu. Na osnovu rezultata eksperimenta, kriva se precrtava, a na njoj se identifikuje centralna zona koja odgovara zoni temperaturnog optimala.
3) Svakom od nas kao dobar primjer može poslužiti jedna prilično obična životna činjenica, odnosno sobne biljke i njihova njega. Svi znaju da se najbolje razvijaju ako je količina zalijevanja određene prirode: i prekid zalijevanja i prekomjerna količina vode dovode do inhibicije sobnih biljaka, a ponekad i do smrti.
Slični podaci dobiveni su o osvjetljenosti i temperaturi za sobne biljke i za životinje, biljke i mikroorganizme u „divljoj prirodi“.
Treba napomenuti da koncept optimuma nije primjenjiv na neke faktore, na primjer, jonizujuće zračenje, jer je pri bilo kojoj vrijednosti iznad prirodnog pozadinskog zračenja nepovoljno za organizam.
Opšti obrasci uticaja faktora sredine na organizam.
1) pri određenim vrednostima faktora sredine stvaraju se uslovi koji su najpovoljniji za život organizama; ovi uslovi se nazivaju optimalno, a odgovarajuća površina na skali vrijednosti faktora je optimalna zona;
2) što više vrijednosti faktora odstupaju od optimalnih, to se više inhibira vitalna aktivnost organizama; u tom pogledu se ističe njihova zona normalna životna aktivnost;
3) raspon vrijednosti faktora okoline, izvan kojeg životna aktivnost organizama postaje nemoguća, naziva se zona izdržljivosti; razlikovati donja i gornja granica izdržljivosti.
Obrasci uticaja faktora životne sredine na žive organizme i priroda njihovih odgovora o kojima se govorilo gore poznati su kao "optimalno pravilo".
Ekološka valencija (ili ekološka tolerancija) je sposobnost organizama da se prilagode određenom rasponu fluktuacija faktora okoline.
Što je širi raspon fluktuacija faktora okoline u okviru kojeg određeni organizam može postojati, veća je njegova valencija okoline (ili tolerancija sredine), šira je zona njegove izdržljivosti.
Da bi se izrazio relativni stepen valencije (tolerancije) okoline, koriste se termini sa prefiksima "evry" i "steno".
Organizmi koji tolerišu velika odstupanja faktora od optimalnih vrednosti označavaju se terminom koji sadrži naziv faktora sa prefiksom evry- (od grčkog "široko").
Organizmi koji mogu postojati uz mala odstupanja faktora od optimalne vrijednosti označavaju se terminom koji sadrži naziv faktora s prefiksom steno- (od grčkog "uskog").
Ovo se može shematski prikazati na sljedeći način (slika 2):
Fig.2. Oblici organizama u odnosu na opseg vibracija
faktor životne sredine.
Na primjer, euritermne i stenotermne oblici su organizmi koji su odnosno otporni i nestabilni na temperaturne fluktuacije.
Primjeri euritermni životinje i biljke:
- Arktičke lisice u tundri mogu tolerirati fluktuacije temperature zraka u rasponu od oko 85 0 C (od +30 0 Od do -55 0 WITH);
- šaran u slatkovodnim tijelima toleriše temperaturne fluktuacije od 0 0 do 35 0 WITH;
- biljke umjerenih klimatskih zona podnose raspon temperaturnih promjena od oko 60 u aktivnom stanju 0 C, au stanju stupora čak i do 90 0 C. Dakle, ariš u Jakutiji može izdržati mrazeve do -70 0 WITH.
Primjeri stenotermni životinje i biljke:
- toplovodni rakovi mogu izdržati promjene temperature vode u rasponu od najviše 6 0 C (od +23 0 Od do 29 0 WITH);
- neke vrste antarktičkih riba su prilagođene niskim temperaturama (od -2 0 Od do +2 0 WITH); kako temperatura raste, prestaju da se kreću, padaju u termalni stupor;
- biljke tropske šume mogu izdržati uske temperaturne raspone, za njih je temperatura oko +5 0 C - +8 0 C već može biti katastrofalan.
Eury- i stenohygrid Oblici organizama razlikuju se po njihovom odgovoru na fluktuacije vlažnosti.
Euri- i stenohalin Oblici organizama razlikuju se po svom odgovoru na fluktuacije saliniteta vode.
Eury- i stenoxybiont Oblici organizama se razlikuju po svom odgovoru na sadržaj kiseonika u vodi.
Ako mislimo na otpornost organizama na promjene u kompleksu faktora, onda govorimo o euribiont i stenobiont oblici organizama .
- čovjeka u odnosu na abiotičke faktore sredine –eurybiont (tehnologija), međutim, kao biološka vrsta u odnosu na temperaturu, to je stenotermni organizam.
Euribiontizam i stenobiontizam karakteriziraju različite vrste adaptacije organizama na preživljavanje.
Vrste koje su dugo postojale pod značajnim fluktuacijama faktora životne sredine dobijaju povećanu ekološku valenciju i postaju eurybiont , tj. vrste sa širokim rasponom tolerancije, dok vrste koje se razvijaju u relativno stabilnim uslovima gube ekološku valenciju i razvijaju osobine stenobiontizam. općenito, euribiontizam promovira široku rasprostranjenost organizama u prirodi, i stenobiontizam ograničava njihovo područje distribucije.
Organizmi se mogu razlikovati i po položaju optimuma na skali kvantitativnih promjena faktora (slika 3).
Fig.3. Oblici organizama koji se razlikuju po položaju optimuma.
Organizmi prilagođeni visokim dozama datog faktora okoline označavaju se terminom završetak -Phil (od grčkog "ljubav"), na primjer:
- termofili - termofilni organizmi;
- oksifili - zahtjevan visok sadržaj kisika;
- higrofili - stanovnici mjesta sa visokom vlažnošću.
Organizmi koji žive u suprotnim uslovima označeni su završetkom -phob (od grčkog "strah"), na primjer:
- halofobi - stanovnici slatkovodnih tijela koji ne podnose slanu vodu;
- kionofobi - organizmi koji izbjegavaju dubok snijeg.
Podaci o optimalnim vrijednostima pojedinih faktora okoline i rasponu njihovih toleriranih fluktuacija sasvim u potpunosti karakteriziraju stav tijela prema svakom proučavanom faktoru.
Međutim, treba imati na umu da razmatrane kategorije daju samo opću predstavu o odgovoru tijela na utjecaj pojedinačnih faktora. Ovo je važno za opće ekološke karakteristike vrste i korisno je u rješavanju niza primijenjenih problema ekologije (na primjer, problem aklimatizacije vrste u novim uvjetima), ali ne određuje pun opseg interakcije vrsta sa ekološkim uslovima u složenom prirodnom okruženju.
