Este posibil să se identifice principalele modele de acțiune ale factorilor de mediu. Interacțiunea factorilor. factor limitator Modele generale de impact asupra mediului
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.
Pessimum zone, 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.
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 numesc valorile factorului 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 tolerează fluctuații mari 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 motrică, 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 cu care și în ce combinație acționează simultan alți factori. 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 conditii de viata. Se numesc condițiile în care reproducerea nu are loc conditii de existenta.
Citeste si:
|
O anumită presiune în mediu” Cum înțelegeți această afirmație?
Sarcina nr. 6. În prezent, fiecare locuitor al planetei noastre produce în medie aproximativ 1 tonă de gunoi pe an (MSW - deșeuri menajere solide), iar la aceasta nu se numără milioane de mașini uzate și sparte. Există trei opțiuni principale pentru manipularea deșeurilor solide: 1 – îngropare, incinerare, sortare și reciclare. Care dintre aceste metode este cea mai ecologică? A pune la dispozitie dovezi.
Alegeți un răspuns corect
Complexe naturale unificate formate din organisme și habitate
1) ecosisteme
2) biosfera
3) populaţiile
4) biomasă
O ramură a ecologiei care studiază conexiunile individuale ale organismelor individuale (specii, indivizi) cu mediul
1) autecologie
2) biochimie
3) geoecologie
4) sinecologie
5) demecologie
3. Un sistem de ordin superior, care acoperă toate fenomenele vieții de pe planeta noastră
1) biosfera
2) atmosfera
3) stratosferă
4) apobiosferă
5) aerobiosferă
Cel mai dificil habitat
1) sol-aer
3) atmosferice
4) mediul social
5) mediul ecologic
5. Toate formele posibile de influență a organismelor vii unele asupra altora și asupra mediului sunt:
1) factori biotici
2) factori biologici
3) factori simbiotici
4) factori edafici
5) factori extremi
Ecosistem nesustenabil cu specii create artificial și epuizate care produc produse agricole
1) agorocenoza
2) biogeocenoza
3) agrobiogeocenoza
4) biocenoza
5) complex agrosilvic
7. Stabilitatea biogeocenozei este determinată în principal de:
1) consumatorii
2) producători - fotosintetice
3) mare diversitate de specii
4) descompunetori
5) producători chemosintetici
Producători de ecosisteme - se numesc organisme care sintetizează substanțe organice din substanțe anorganice
1) heterotrofe
2) autotrofi
3) simbioți
4) bacterii anaerobe
5) consumatorii
Au apărut dezastre globale de mediu în biosferă
1) înainte de apariția omului
2) această perioadă nu este definită precis
3) după apariția omului
4) în perioada apariţiei biosferei
5) după epoca glaciară
Succesiunea este caracterizată
1) schimbarea biotopului ecosistemului
4) schimbarea sezonieră a comunităților
5) modificarea fitocenozei
Când sunt expuși la un factor de mediu de intensitate scăzută, majoritatea indivizilor din populație
1) se adaptează
2) este în curs de despăgubire
3) se află în stadiul de decompensare
4) moare
5) se reproduce activ
Bolile endemice includ
1) fluoroza
3) ascariaza
4) fascioliaza
5) tuberculoza
Se numește un factor de mediu care depășește limitele de anduranță
1) stimulatoare
2) abiotic
3) limitarea
4) antropice
5) biotic
1 | |
În ciuda varietății mari de factori de mediu, o serie de modele generale pot fi identificate în natura impactului lor asupra organismelor și în răspunsurile ființelor vii.
Legea toleranței (legea optimului sau legea lui W. Shelford) – Fiecare factor are anumite limite de influență pozitivă asupra organismelor. Atât acțiunea insuficientă, cât și cea excesivă a factorului afectează negativ activitatea de viață a indivizilor (prea mult „bine” este, de asemenea, „nu bine”).
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 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, cu unul îngust - stenobiont . Sunt numite organisme care pot tolera fluctuații semnificative de temperatură euritermicși adaptat la un interval de temperatură îngust – stenotermic. La fel, în raport cu presiunea, se disting fiecare- și organisme stenobate, în raport cu gradul de salinitate al mediului - fiecare- Și stenohalină, în legătură cu alimentația fiecare- Și stenotrofe(în legătură cu animalele se folosesc termenii fiecare- Și stenofage) 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 al speciei.
Se numește un factor ecologic, a cărui valoare cantitativă depășește rezistența speciei factor limitator (limitator).
2. Ambiguitatea efectului factorului asupra diferitelor funcții – Fiecare factor afectează diferite funcții ale corpului în mod diferit. Optimul pentru unele procese poate fi un pessimum pentru altele. Astfel, pentru mulți pești, temperatura apei care este optimă pentru maturarea produselor de reproducere este nefavorabilă pentru depunerea icrelor.
3. Diversitatea reacțiilor individuale la factorii de mediu – gradul de rezistență, punctele critice, zonele optime și pesimale ale indivizilor individuali din aceeași specie nu coincid. Această variabilitate este determinată atât de calitățile ereditare ale indivizilor, cât și de sexul, vârsta și diferențele fiziologice. De exemplu, fluturele morii, unul dintre dăunătorii produselor din făină și cereale, are o temperatură minimă critică pentru omizi de -7 °C, pentru formele adulte -22 °C și pentru ouă -27 °C. Înghețul de -10 °C ucide omizile, dar nu este periculos pentru adulți și ouăle acestui dăunător. În consecință, valența ecologică a unei specii este întotdeauna mai largă decât valența ecologică a fiecărui individ în parte.
4. Independența relativă a adaptării organismelor la diferiți factori– gradul de toleranță la orice factor nu înseamnă valența ecologică corespunzătoare a speciei în raport cu alți factori. De exemplu, speciile care tolerează variații mari de temperatură nu trebuie neapărat să fie capabile să tolereze variații mari de umiditate sau salinitate. Speciile euritermale pot fi stenohaline, stenobatice sau invers.
5. Discrepanță între spectrele ecologice ale speciilor individuale– fiecare specie este specifică prin capacitățile sale ecologice. Chiar și printre speciile care sunt similare în metodele lor de adaptare la mediu, există diferențe în atitudinea lor față de anumiți factori individuali.
6. Interacțiunea factorilor– zona optimă și limitele de rezistență ale organismelor în raport cu orice factor de mediu se pot deplasa în funcție de forță și în ce combinație acționează simultan alți factori. De exemplu, căldura este mai ușor de suportat în aer uscat, mai degrabă decât în aer umed. Riscul de îngheț este mult mai mare pe vreme rece cu vânturi puternice decât pe vreme calmă.
7. Legea minimului (legea lui J. Liebig sau regula factorilor limitatori) – Posibilitățile de existență a organismelor sunt limitate în primul rând de acei factori de mediu care sunt cel mai îndepărtați de optim. Dacă cel puțin unul dintre factorii de mediu se apropie sau depășește valorile critice, atunci, în ciuda combinației optime a altor condiții, indivizii sunt amenințați cu moartea. Astfel, deplasarea speciei spre nord poate fi limitată (limitată) de lipsa căldurii, iar în regiunile aride de lipsa de umiditate sau de temperaturi prea ridicate. Identificarea factorilor limitatori este foarte importantă în practica agricolă.
8. Ipoteza de neînlocuire a factorilor fundamentali (V. R. Williamson)– absența completă în mediu absența completă în mediu a factorilor fundamentali de mediu (necesari din punct de vedere fiziologic; de exemplu, lumina, apă, dioxid de carbon, nutrienți) nu poate fi compensată (înlocuită) de alți factori. Astfel, conform Cartei Recordurilor Guinness, o persoană poate trăi până la 10 minute fără aer, 10-15 zile fără apă și până la 100 de zile fără mâncare.
În natură, factorii de mediu acționează împreună, adică într-o manieră complexă. Complexul de factori sub influența cărora se desfășoară toate procesele de viață de bază ale organismelor, inclusiv dezvoltarea și reproducerea normală, se numește conditii de viata. Se numesc condițiile în care reproducerea nu are loc conditii de existenta.
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 (plasticitatea) ecologică a speciilor
(conform lui Yu. Odum)
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 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 drăguț.
Se numește un factor ecologic, a cărui valoare cantitativă depășește rezistența speciei limitare (factor de limitare. 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 are un deficit de apă, atunci îi este mai greu 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.
2. Tipare generale de impact asupra mediului
factori asupra organismului. Regulă optimă.
În toată diversitatea factorilor de mediu influenți și a reacțiilor adaptative la influența lor din partea organismelor, pot fi identificate o serie de modele generale.
Efectul unui factor de mediu asupra organismului depinde nu numai de natură, ci și de intensitatea impactului acestuia, adică. asupra cantității de factor de mediu perceput de organism.
În procesul evoluției, toate organismele au dezvoltat adaptări pentru a percepe factorii naturali de mediu în anumite cantități necesare funcționării lor normale, în timp ce o scădere sau creștere a acestei cantități le reduce activitatea vitală, iar când se atinge un maxim sau un minim, posibilitatea de a existenţa organismelor este complet exclusă.
Figura 1 prezintă o diagramă a efectului unui factor de mediu asupra organismului.
Este trasată axa absciselor cantitatea de factor de mediu (de exemplu, temperatură, iluminare, umiditate, salinitate etc.) și de-a lungul axei ordonatelor - intensitatea reacției organismului la un factor de mediu, adică intensitatea activității vitale a organismului (de exemplu, intensitatea unui anumit proces fiziologic - fotosinteza, respirația, creșterea etc.; caracteristicile morfologice - dimensiunea organismului sau a organelor acestuia; sau numărul de indivizi pe unitate de suprafață etc.).
După cum se poate observa din Fig. 1, curba 1, pe măsură ce cantitatea de factor de mediu crește, intensitatea activității vitale a organismului crește la un anumit nivel și apoi scade din nou.
Cantitatea de factor de mediu este determinată în principal de trei valori prezentate în diagramă trei puncte cardinale:
(1) - punct minim; (2) - punct optim; (3) - punct maxim.
Punctul minim (1) - corespunde unei cantităţi de factor de mediu care nu este încă suficientă pentru existenţa organismului în condiţiile date.
Punctul optim (2) - corespunde cantității de factor de mediu la care intensitatea activității vitale a organismului atinge valorile maxime posibile.
Punctul maxim (3) - corespunde cantității maxime de factor de mediu la care intensitatea activității vitale a organismului este zero.
Schema acțiunii unui factor de mediu asupra activității vitale a organismelor:
1, 2. 3 - puncte de minim, optim și, respectiv, maxim;
I, II, III-zone de pessimum, normă și, respectiv, optim.
II, III – zona de activitate normală a vieții
Fig.1. Schema acțiunii unui factor de mediu asupra organismului.
Zona optima se numește zona imediat adiacentă punctului optim (2).
În zona optimă, cantitatea de factor de mediu corespunde pe deplin nevoilor organismului și oferă cele mai favorabile condiții pentru viața sa, adică. este optim.
În zona optimă, corpul este adaptat la maximum la acțiunea factorului de mediu, prin urmare, în această zonă, mecanismele de adaptare sunt oprite, iar energia este cheltuită doar pentru procesele fundamentale ale vieții.
Zone normale sunt numite zonele imediat adiacente zonei optime. Există două astfel de zone, corespunzătoare abaterii valorilor factorilor de mediu de la optim către o deficiență sau excesul acesteia.
Zona normală corespunde cantității de factor de mediu în care toate procesele vitale decurg normal, dar sunt necesare costuri suplimentare de energie pentru a le menține la acest nivel.
Acest lucru se explică prin faptul că, atunci când valorile factorilor depășesc optimul, sunt activate mecanisme de adaptare, a căror funcționare este asociată cu anumite cheltuieli de energie și cu cât valoarea factorului se abate de la optim, cu atât se cheltuiește mai multă energie. pe adaptare (curba 2).
Zona optimă și zona normală sunt adesea numite zona de funcționare normală a organismului.
Sunt numite zonele imediat adiacente zonei de activitate normală a vieții zone de pesimism sau zone de opresiune.
Zonele pessimum corespund cantității de factor de mediu care reduce eficacitatea mecanismelor de adaptare și, ca urmare, perturbă funcțiile vitale ale corpului.
În ecologie, condițiile de mediu în care orice factor (sau set de factori) depășește zona activității normale a vieții și are un efect deprimant sunt adesea numite extrem.
Limitele inferioare și superioare ale rezistenței Se numesc valorile minime și maxime ale unui factor de mediu la care viața organismelor este încă posibilă.
Zona de anduranță este intervalul de valori ale unui factor de mediu dincolo de care viața organismelor devine imposibilă.
Dincolo de rezistență sunt zone letale, care corespund unei asemenea cantităţi de factor de mediu încât acţiunea tuturor mecanismelor de adaptare este ineficientă şi viaţa devine imposibilă.
De exemplu, temperatura optimă pentru om este de 36,6 0 C; limitele zonei de activitate normală de viață - 36,4-37,0 0 C; zonele pessimum sunt determinate de valori de 36,4 - 34,5 0 C și 37,0 - 42,0 0 C; în afara valorilor specificate în zonele letale (34,5 0 C și 42,0 0 C), are loc moartea umană.
Un grafic al dependenței activității vitale a indivizilor unei specii date de intensitatea unui factor de mediu poate fi obținut experimental sau ca urmare a observațiilor în natură.
1) Pentru ilustrare, putem cita date din experimente cu animale plasate într-un termogradient. Dispozitivul este un tub, al cărui capăt este plasat în gheață, iar celălalt este scufundat într-o baie de apă, rezultând un gradient de temperatură în interiorul tubului.
Insectele sau alte animale mici sunt plasate în tub, după care se studiază modelul distribuției lor în tub. Se pare că majoritatea insectelor se concentrează pe o singură zonă.
Când este reprezentat grafic, acest model va arăta ca o parabolă, unde zona cu cea mai mare concentrație de insecte corespunde zonei optime.
2) Plasați animalele în condiții de temperaturi diferite și calculați procentul de supraviețuire a acestora într-o anumită perioadă de timp. Pe baza rezultatelor experimentului, curba este tăiată și este identificată o zonă centrală pe ea, care corespunde zonei optime de temperatură.
3) Pentru fiecare dintre noi, un fapt destul de obișnuit de viață, și anume plantele de interior și îngrijirea lor, poate servi drept exemplu bun. Toată lumea știe că se dezvoltă cel mai bine dacă cantitatea de udare este de o anumită natură: atât o întrerupere a udării, cât și o cantitate excesivă de apă duc la inhibarea plantelor de interior și, uneori, la moarte.
S-au obținut date similare privind iluminarea și temperatura pentru plantele de interior și pentru animale, plante și microorganisme din „natura sălbatică”.
Trebuie remarcat faptul că conceptul de optim nu este aplicabil unor factori, de exemplu, radiațiile ionizante, deoarece la orice valoare peste radiația naturală de fond este nefavorabilă organismului.
Modele generale ale impactului factorilor de mediu asupra organismului.
1) la anumite valori ale factorului de mediu se creează condițiile cele mai favorabile vieții organismelor; aceste conditii se numesc optim, iar zona corespunzătoare pe scara valorilor factorilor este zona optima;
2) cu cât valorile factorilor se abat mai mult de la cele optime, cu atât activitatea vitală a organismelor este mai inhibată; în acest sens, se remarcă zona lor activitate normală de viață;
3) intervalul de valori ale factorului de mediu, dincolo de care activitatea de viață a organismelor devine imposibilă, se numește zona de anduranta; diferențiați limitele inferioare și superioare de rezistență.
Modelele de influență a factorilor de mediu asupra organismelor vii și natura răspunsurilor acestora din urmă discutate mai sus sunt cunoscute ca „regula optimă”.
Valența ecologică (sau toleranța la mediu) este capacitatea organismelor de a se adapta la o anumită gamă de fluctuații ale factorilor de mediu.
Cu cât este mai mare gama de fluctuații ale factorului de mediu în care poate exista un anumit organism, cu atât este mai mare valența sa de mediu (sau toleranța la mediu), cu atât zona de rezistență este mai largă.
Pentru a exprima gradul relativ de valență a mediului (toleranță), se folosesc termeni cu prefixe „evry” și „steno”.
Organismele care tolerează abateri mari ale factorului de la valorile optime sunt desemnate printr-un termen care conține numele factorului cu prefixul fiecare- (din grecescul „larg”).
Organismele care pot exista cu mici abateri ale factorului de la valoarea optimă sunt desemnate printr-un termen care conține numele factorului cu prefixul steno- (din grecescul „îngust”).
Acest lucru poate fi prezentat schematic după cum urmează (Fig. 2):
Fig.2. Formele organismelor în raport cu gama de vibrații
factor de mediu.
De exemplu, euritermic și stenotermic formele sunt organisme care sunt, respectiv, rezistente și instabile la fluctuațiile de temperatură.
Exemple euritermic animale si plante:
- Vulpile arctice din tundra pot tolera fluctuațiile temperaturii aerului în intervalul de aproximativ 85 0 C (de la +30 0 De la -55 0 CU);
- crapul din apele dulci tolerează fluctuațiile de temperatură de la 0 0 până la 35 0 CU;
- plantele din zonele cu climat temperat tolerează o gamă de schimbări de temperatură de aproximativ 60 în stare activă 0 C, și în stare de stupoare chiar și până la 90 0 C. Deci, zada din Yakutia poate rezista la înghețuri până la -70 0 CU.
Exemple stenotermic animale si plante:
- crustaceele de apă caldă pot rezista schimbărilor de temperatură a apei în intervalul de cel mult 6 0 C (de la +23 0 De la 29 0 CU);
- unele specii de pești antarctici sunt adaptate la temperaturi scăzute (de la -2 0 De la până la +2 0 CU); pe măsură ce temperatura crește, se opresc din mișcare, căzând în stupoare termică;
- plantele de pădure tropicală pot rezista la intervale înguste de temperatură, pentru ele temperatura este de aproximativ +5 0 C - +8 0 C poate fi deja dezastruos.
Eury- și stenohigrid Formele organismelor diferă în răspunsul lor la fluctuațiile de umiditate.
Eury- și stenohalină Formele organismelor diferă în răspunsul lor la fluctuațiile salinității apei.
Eury- și stenoxibiont Formele organismelor diferă în ceea ce privește răspunsul la conținutul de oxigen din apă.
Dacă ne referim la rezistența organismelor la modificări într-un complex de factori, atunci vorbim despre eurybiont și stenobiont forme de organisme .
- omul în raport cu factorii de mediu abiotici -eurybiont (tehnologie), însă, ca specie biologică în raport cu temperatura, este un organism stenotermic.
Euribiontismul și stenobiontismul caracterizează diferite tipuri de adaptare a organismelor la supraviețuire.
Speciile care au existat de mult timp sub fluctuații semnificative ale factorilor de mediu dobândesc valență ecologică crescută și devin eurybiont , adică specii cu o gamă largă de toleranță, în timp ce speciile care se dezvoltă în condiții relativ stabile își pierd valența ecologică și dezvoltă trăsături stenobiontism. În general, euribiontism promovează distribuția largă a organismelor în natură și stenobiontism limitează aria de distribuție a acestora.
De asemenea, organismele pot diferi în poziția optimului pe scara modificărilor cantitative ale factorului (Fig. 3).
Fig.3. Forme de organisme care diferă în poziția optimului.
Organismele adaptate la doze mari dintr-un anumit factor de mediu sunt desemnate prin terminarea termenului -Phil (din greacă „dragoste”), de exemplu:
- termofile - organisme termofile;
- oxifile - solicita un continut ridicat de oxigen;
- higrofile - locuitorii locurilor cu umiditate ridicată.
Organismele care trăiesc în condiții opuse sunt desemnate printr-o sfârșit de termen -fob (din grecescul „frică”), de exemplu:
- halofobi - locuitorii corpurilor de apă dulce care nu pot tolera apa sărată;
- chionofobi - organisme care evită zăpada adâncă.
Informațiile despre valorile optime ale factorilor individuali de mediu și gama de fluctuații tolerate ale acestora caracterizează destul de pe deplin atitudinea organismului față de fiecare factor studiat.
Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că categoriile luate în considerare oferă doar o idee generală a reacției organismului la influența factorilor individuali. Acest lucru este important pentru caracteristicile ecologice generale ale speciei și este util în rezolvarea unui număr de probleme aplicate de ecologie (de exemplu, problema aclimatizării speciei în condiții noi), dar nu determină amploarea completă a interacțiunii dintre specia cu condiţii de mediu într-un mediu natural complex.
