Je možné identifikovať hlavné vzorce pôsobenia environmentálnych faktorov. Interakcia faktorov. limitujúci faktor Všeobecné vzorce vplyvu na životné prostredie
Zákon optima. Environmentálne faktory prostredia majú kvantitatívne vyjadrenie. Každý faktor má určité hranice pozitívneho vplyvu na organizmy (obr. 2). Nedostatočné aj nadmerné pôsobenie faktora negatívne ovplyvňuje životnú aktivitu jedincov.
Vo vzťahu ku každému faktoru sa rozlišuje optimálna zóna (zóna bežnej životnej aktivity), pesimová zóna (zóna depresie), horná a dolná hranica odolnosti tela.
Optimálna zóna alebo optimum (z lat. optimálne- najušľachtilejší, najlepší), - také množstvo environmentálneho faktora, pri ktorom je intenzita vitálnej aktivity organizmov maximálna.
Pesimum zóna, alebo pesimum (z lat. pesimum - spôsobiť škodu, utrpieť škodu) - také množstvo environmentálneho faktora, pri ktorom je potlačená intenzita životnej aktivity organizmov.
Horná hranica únosnosti - maximálne množstvo faktora prostredia, pri ktorom je možná existencia organizmu.
Ryža. 2.
Dolný limit výdrže - minimálne množstvo environmentálneho faktora, pri ktorom je možná existencia organizmu.
Za hranicou únosnosti je existencia organizmu nemožná.
Krivka môže byť široká alebo úzka, symetrická alebo asymetrická. Jeho forma závisí od druhu organizmu, od povahy faktora a od toho, ktorá z reakcií tela je zvolená ako odpoveď a v akom štádiu vývoja.
Schopnosť živých organizmov tolerovať kvantitatívne výkyvy v pôsobení environmentálneho faktora v tej či onej miere sa nazýva ekologická valencia (tolerancia, stabilita, plasticita).
Hodnoty environmentálnych faktorov medzi hornou a dolnou hranicou odolnosti sa nazývajú pásmo tolerancie.
Druhy so širokým tolerančným pásmom sú tzv eurybiont (z gréčtiny eur - široký), s úzkym - stenobiont (z gréčtiny stonky - úzky) (obr. 3 a 4).
Organizmy, ktoré dokážu tolerovať výrazné teplotné výkyvy, sa nazývajú eurytermické a prispôsobené úzkemu teplotnému rozsahu - stenotermický. Rovnakým spôsobom vo vzťahu k tlaku rozlišujú eury- a stenobáte organizmy vo vzťahu k vlhkosti - eury- a stenohydrické, vo vzťahu k stupňu
Ryža. 3.1 - eurybiont: 2 - stenobiont
Ryža. 4.
soľné prostredie - eury- a stenohalín, vo vzťahu k obsahu kyslíka vo vode - eury- a stenoxybiont, v súvislosti s písaním - eury- a stenofágne, vo vzťahu k biotopu - eury- a steno-oic, atď.
Smer a intenzita pôsobenia faktora prostredia teda závisí od veličín, v ktorých sa prijíma a v kombinácii s akými ďalšími faktormi pôsobí. Neexistujú žiadne absolútne prospešné alebo škodlivé environmentálne faktory: všetko je otázkou kvantity. Napríklad, ak je okolitá teplota príliš nízka alebo príliš vysoká, teda za hranicou únosnosti živých organizmov, je to pre ne zlé. Len optimálne hodnoty sú priaznivé. Zároveň nemožno faktory životného prostredia posudzovať izolovane od seba. Napríklad, ak telo pociťuje nedostatok vody, potom je pre neho ťažšie znášať vysoké teploty.
Fenomén aklimatizácie. Poloha optima a únosnosti na gradiente faktorov sa môže v určitých medziach posúvať. Človek napríklad ľahšie znáša nižšie teploty okolia v zime ako v lete a vyššie teploty naopak. Tento jav sa nazýva aklimatizácia (alebo aklimatizácia). K aklimatizácii dochádza pri zmene ročných období alebo pri vstupe do oblasti s inou klímou.
Nejednoznačnosť vplyvu faktora na rôzne funkcie tela.
Rovnaké množstvo faktora má rôzne účinky na rôzne telesné funkcie. Optimum pre niektoré procesy môže byť pre iné pesimum. Napríklad u rastlín je maximálna intenzita fotosyntézy pozorovaná pri teplote vzduchu +25...+35 °C a dýchanie - +55 °C (obr. 5). V súlade s tým pri nižších teplotách dôjde k nárastu rastlinnej biomasy a pri vyšších teplotách k strate biomasy. U studenokrvných zvierat zvýšenie teploty na +40 °C alebo viac výrazne zvyšuje rýchlosť metabolických procesov v tele, ale inhibuje motorickú aktivitu a zvieratá upadajú do tepelnej strnulosti. U ľudí sú semenníky umiestnené mimo panvy, pretože spermatogenéza vyžaduje nižšie teploty. Pre mnohé ryby je teplota vody, ktorá je optimálna pre dozrievanie gamét, nepriaznivá pre trenie, ku ktorému dochádza pri inej teplote.
Životný cyklus, v ktorom organizmus v určitých obdobiach primárne plní určité funkcie (výživa, rast, rozmnožovanie, osídlenie atď.), je vždy v súlade so sezónnymi zmenami v komplexe environmentálnych faktorov. Mobilné organizmy môžu
Ryža. 5.t MUH, t onm, t MaKC- minimálna, optimálna a maximálna teplota pre rast rastlín (zatienená plocha)
aj meniť biotopy pre úspešnú realizáciu všetkých ich životných funkcií.
Ekologická valencia druhu. Ekologické valencie jednotlivých jedincov sa nezhodujú. Závisia od dedičných a ontogenetických vlastností jednotlivých jedincov: pohlavia, veku, morfologických, fyziologických atď. Preto je ekologická valencia druhu širšia ako ekologická valencia každého jednotlivého jedinca. Napríklad pre molicu mlynársku - jedného zo škodcov múky a obilných produktov - je kritická minimálna teplota pre húsenice -7 °C, pre dospelé formy - 22 °C,
a pre vajcia - 27 °C. Mráz -10 °C húsenice zabíja, ale nie je pre ne nebezpečný
imago a vajíčka tohto škodcu.
Ekologické spektrum druhu. Súbor ekologických valencií druhu vo vzťahu k rôznym environmentálnym faktorom je ekologické spektrum druhu. Ekologické spektrá rôznych druhov sa navzájom líšia. To umožňuje rôznym druhom obsadiť rôzne biotopy. Znalosť ekologického spektra druhu umožňuje úspešnú introdukciu rastlín a živočíchov.
Interakcia faktorov. V prírode pôsobia environmentálne faktory spoločne, teda komplexne. Kombinovaný účinok viacerých environmentálnych faktorov na organizmus sa nazýva tzv súhvezdie. Optimálna zóna a limity odolnosti organizmov vo vzťahu k akémukoľvek faktoru prostredia sa môžu posúvať v závislosti od sily, s akou av akej kombinácii súčasne pôsobia ostatné faktory. Napríklad vysoké teploty ťažšie znášajú pri nedostatku vody, silný vietor zvyšuje účinok chladu, horúčavy ľahšie znáša suchý vzduch atď. Rovnaký faktor v kombinácii s inými má teda rôzne vplyvy na životné prostredie (obr. 6). V súlade s tým možno rovnaký environmentálny výsledok dosiahnuť rôznymi spôsobmi. Napríklad kompenzáciu nedostatku vlhkosti je možné vykonať zálievkou alebo znížením teploty. Vytvára sa efekt čiastočnej zámeny faktorov. Vzájomná kompenzácia environmentálnych faktorov má však určité limity a jeden z nich nie je možné úplne nahradiť iným.
Ryža. 6. Úmrtnosť vajíčok priadky morušovej dendrolimuspini pri rôznych kombináciách teploty a vlhkosti (podľa N.M. Chernova, A.M. Bilova, 2004)
Absolútnu absenciu niektorej z povinných podmienok života teda nemožno nahradiť inými faktormi prostredia, ale nedostatok alebo nadbytok niektorých faktorov prostredia možno kompenzovať pôsobením iných faktorov prostredia. Napríklad úplná (absolútna) absencia vody nemôže byť kompenzovaná inými faktormi prostredia. Ak sú však ostatné faktory prostredia optimálne, potom je ľahšie tolerovať nedostatok vody, ako keď sú iné faktory v nedostatku alebo nadbytku.
Zákon limitujúceho faktora. Možnosti existencie organizmov sú primárne obmedzené tými faktormi prostredia, ktoré sú od optima najviac vzdialené. Ekologický faktor, ktorého kvantitatívna hodnota presahuje únosnosť druhu, sa nazýva tzv limitujúci (obmedzujúci) faktor. Takýto faktor obmedzí existenciu (distribúciu) druhu aj v prípade, že všetky ostatné faktory budú priaznivé (obr. 7).
Ryža.
Limitujúce faktory určujú geografický rozsah druhu. Napríklad postup druhu k pólom môže byť obmedzený nedostatkom tepla a do suchých oblastí nedostatkom vlhkosti alebo príliš vysokými teplotami.
Ľudské poznanie limitujúcich faktorov pre konkrétny typ organizmu umožňuje zmenou podmienok prostredia buď potlačiť, alebo stimulovať jeho vývoj.
Životné podmienky a životné podmienky. Komplex faktorov, pod vplyvom ktorých sa uskutočňujú všetky základné životné procesy organizmov vrátane normálneho vývoja a rozmnožovania, sa nazýva životné podmienky. Stavy, pri ktorých nedochádza k rozmnožovaniu, sa nazývajú podmienky existencie.
Prečítajte si tiež:
|
Istý tlak okolia“ Ako rozumiete tomuto tvrdeniu?
Úloha č.6. V súčasnosti vyprodukuje každý obyvateľ našej planéty v priemere asi 1 tonu odpadu ročne (TKO – tuhý domový odpad), a to nerátame milióny opotrebovaných a rozbitých áut. Existujú tri hlavné možnosti nakladania s pevným odpadom: 1 – zakopanie, spálenie, triedenie a recyklácia. Ktorá z týchto metód je najekologickejšia? Poskytnite dôkazy.
Vyberte jednu správnu odpoveď
Jednotné prírodné komplexy tvorené organizmami a biotopmi
1) ekosystémy
2) biosféra
3) populácie
4) biomasa
Odvetvie ekológie, ktoré študuje jednotlivé súvislosti jednotlivých organizmov (druhov, jedincov) s prostredím
1) autekológia
2) biochémia
3) geoekológia
4) synekológia
5) demekológia
3. Systém vyššieho rádu, pokrývajúci všetky javy života na našej planéte
1) biosféra
2) atmosféra
3) stratosféra
4) apobiosféra
5) aerobiosféra
Najťažší biotop
1) zem-vzduch
3) atmosférický
4) sociálne prostredie
5) ekologické prostredie
5. Všetky možné formy vplyvu živých organizmov na seba a na životné prostredie sú:
1) biotické faktory
2) biologické faktory
3) symbiotické faktory
4) edafické faktory
5) extrémne faktory
Neudržateľný ekosystém s umelo vytvorenými a vyčerpanými druhmi produkujúcimi poľnohospodárske produkty
1) agorenóza
2) biogeocenóza
3) agrobiogeocenóza
4) biocenóza
5) agrolesnícky komplex
7. Stabilita biogeocenózy je určená najmä:
1) spotrebitelia
2) výrobcovia - fotosyntetika
3) veľká druhová diverzita
4) rozkladače
5) výrobcovia chemosyntetických látok
Ekosystémoví producenti – organizmy, ktoré syntetizujú organické látky z anorganických látok sú tzv
1) heterotrofy
2) autotrofy
3) symbionty
4) anaeróbne baktérie
5) spotrebitelia
V biosfére došlo k globálnym ekologickým katastrofám
1) pred objavením sa človeka
2) toto obdobie nie je presne vymedzené
3) po objavení sa človeka
4) v období vzniku biosféry
5) po dobe ľadovej
Následnosť je charakteristická
1) zmena biotopu ekosystému
4) sezónna zmena komunít
5) zmena fytocenózy
Pri vystavení environmentálnemu faktoru s nízkou intenzitou väčšina jedincov v populácii
1) prispôsobuje sa
2) je v procese kompenzácie
3) je v štádiu dekompenzácie
4) zomrie
5) aktívne sa rozmnožuje
Endemické choroby zahŕňajú
1) fluoróza
3) askarióza
4) fascioláza
5) tuberkulóza
Environmentálny faktor, ktorý presahuje limity únosnosti, je tzv
1) stimulujúce
2) abiotické
3) obmedzujúce
4) antropogénne
5) biotické
1 | |
Napriek širokej škále environmentálnych faktorov možno identifikovať množstvo všeobecných vzorcov v povahe ich vplyvu na organizmy a v reakciách živých bytostí.
Zákon tolerancie (zákon optima alebo zákon W. Shelforda) – Každý faktor má určité hranice pozitívneho vplyvu na organizmy. Nedostatočné aj nadmerné pôsobenie faktora negatívne ovplyvňuje životnú aktivitu jednotlivcov (priveľa „dobra“ tiež „nie je dobré“).
Faktory prostredia majú kvantitatívne vyjadrenie. Vo vzťahu ku každému faktoru je možné rozlišovať optimálna zóna (zóna bežnej životnej aktivity), pesimová zóna (zóna útlaku) a medze odolnosti telo. Optimum je množstvo environmentálneho faktora, pri ktorom je intenzita vitálnej aktivity organizmov maximálna. V zóne pesima je životne dôležitá aktivita organizmov potlačená. Za hranicou únosnosti je existencia organizmu nemožná. Existuje dolná a horná hranica únosnosti.
Schopnosť živých organizmov tolerovať kvantitatívne výkyvy v pôsobení environmentálneho faktora v tej či onej miere sa nazýva ekologická valencia (tolerancia, stabilita, plasticita).
Hodnoty environmentálnych faktorov medzi hornou a dolnou hranicou odolnosti sa nazývajú pásmo tolerancie. Druhy so širokým tolerančným pásmom sú tzv eurybiont, s úzkym - stenobiont . Organizmy, ktoré dokážu tolerovať výrazné teplotné výkyvy, sa nazývajú eurytermické a prispôsobené úzkemu teplotnému rozsahu – stenotermický. Rovnakým spôsobom vo vzťahu k tlaku rozlišujú každý deň- a stenobátové organizmy vo vzťahu k stupňu slanosti prostredia - každý deň- A stenohalín, vo vzťahu k výžive každý deň- A stenotropy(v súvislosti so zvieratami sa používajú výrazy každý deň- A stenofágy) atď.
Environmentálne valencie jednotlivcov sa nezhodujú. Preto je ekologická valencia druhu širšia ako ekologická valencia každého jednotlivého jedinca.
Ekologická valencia druhu k rôznym environmentálnym faktorom sa môže výrazne líšiť. Súbor environmentálnych valencií vo vzťahu k rôznym faktorom prostredia je ekologické spektrum druhu.
Ekologický faktor, ktorého kvantitatívna hodnota presahuje únosnosť druhu, sa nazýva tzv limitujúci (obmedzujúci) faktor.
2. Nejednoznačnosť vplyvu faktora na rôzne funkcie – Každý faktor ovplyvňuje rôzne funkcie tela inak. Optimum pre niektoré procesy môže byť pre iné pesimum. Pre mnohé ryby je teda teplota vody, ktorá je optimálna na dozrievanie reprodukčných produktov, nepriaznivá pre trenie.
3. Rozmanitosť individuálnych reakcií na faktory prostredia – stupeň vytrvalosti, kritické body, optimálne a pesimálne zóny jednotlivých jedincov toho istého druhu sa nezhodujú. Táto variabilita je určená jednak dedičnými vlastnosťami jedincov, jednak rodovými, vekovými a fyziologickými rozdielmi. Napríklad motýľ mlynárky, jeden zo škodcov múky a obilných produktov, má kritickú minimálnu teplotu pre húsenice -7 °C, pre dospelé formy -22 °C a pre vajíčka -27 °C. Mráz -10 °C zabíja húsenice, ale nie je nebezpečný pre dospelých jedincov a vajíčka tohto škodcu. V dôsledku toho je ekologická valencia druhu vždy širšia ako ekologická valencia každého jednotlivca.
4. Relatívna nezávislosť adaptácie organizmov na rôzne faktory– stupeň tolerancie k akémukoľvek faktoru neznamená zodpovedajúcu ekologickú valenciu druhu vo vzťahu k iným faktorom. Napríklad druhy, ktoré tolerujú veľké zmeny teploty, nemusia nevyhnutne znášať aj veľké zmeny vlhkosti alebo slanosti. Eurytermálne druhy môžu byť stenohalínne, stenobatické alebo naopak.
5. Nesúlad medzi ekologickými spektrami jednotlivých druhov– každý druh je špecifický svojimi ekologickými schopnosťami. Aj medzi druhmi, ktoré sú si podobné v spôsoboch prispôsobovania sa prostrediu, existujú rozdiely v ich postojoch k určitým individuálnym faktorom.
6. Interakcia faktorov– optimálna zóna a limity odolnosti organizmov vo vzťahu k akémukoľvek faktoru prostredia sa môžu posúvať v závislosti od sily a v akej kombinácii súčasne pôsobia ostatné faktory. Napríklad teplo sa ľahšie znáša v suchom ako vo vlhkom vzduchu. Riziko zamrznutia je oveľa väčšie v chladnom počasí so silným vetrom ako v pokojnom počasí.
7. Zákon minima (zákon J. Liebiga alebo pravidlo limitujúcich faktorov) – Možnosti existencie organizmov sú primárne obmedzené tými faktormi prostredia, ktoré sú najviac vzdialené od optima. Ak sa aspoň jeden z environmentálnych faktorov približuje alebo prekračuje kritické hodnoty, tak aj napriek optimálnej kombinácii ostatných podmienok sú jedinci ohrození smrťou. Pohyb druhov na sever teda môže byť obmedzený (obmedzený) nedostatkom tepla a do suchých oblastí nedostatkom vlahy alebo príliš vysokými teplotami. Identifikácia limitujúcich faktorov je v poľnohospodárskej praxi veľmi dôležitá.
8. Hypotéza nenahraditeľnosti fundamentálnych faktorov (V. R. Williamson)– úplná absencia základných environmentálnych faktorov v prostredí (fyziologicky nevyhnutných, napr. svetla, vody, oxidu uhličitého, živín) nemôže byť kompenzovaná (nahradená) inými faktormi. Podľa Guinessovej knihy rekordov teda môže človek žiť až 10 minút bez vzduchu, 10–15 dní bez vody a až 100 dní bez jedla.
V prírode pôsobia environmentálne faktory spoločne, teda komplexne. Komplex faktorov, pod vplyvom ktorých sa uskutočňujú všetky základné životné procesy organizmov vrátane normálneho vývoja a reprodukcie, sa nazýva životné podmienky. Stavy, pri ktorých nedochádza k rozmnožovaniu, sa nazývajú podmienky existencie.
Faktory prostredia majú kvantitatívne vyjadrenie (obrázok 6). Vo vzťahu ku každému faktoru je možné rozlišovať optimálna zóna (zóna bežnej životnej aktivity), pesimová zóna(zóna útlaku) a medze odolnosti telo. Optimum je množstvo environmentálneho faktora, pri ktorom je intenzita vitálnej aktivity organizmov maximálna. V zóne pesima je životne dôležitá aktivita organizmov potlačená. Za hranicou únosnosti je existencia organizmu nemožná. Existuje spodná a horná hranica únosnosti.
Obrázok 6: Závislosť pôsobenia faktora prostredia od jeho pôsobenia
Schopnosť živých organizmov tolerovať kvantitatívne výkyvy pôsobenia faktora prostredia V do jedného alebo druhého stupňa sa nazýva ekologická valencia (tolerancia, stabilita, plasticita). Druhy so širokým tolerančným pásmom sú tzv eurybiont, s úzkym - stenobiont (Obrázok 7 a Obrázok 8).
Obrázok 7: Ekologická valencia (plasticita) druhov:
1- eurybiont; 2 - stenobiont
Obrázok 8: Ekologická valencia (plasticita) druhov
(podľa Yu. Odum)
Organizmy, ktoré tolerujú výrazné teplotné výkyvy, sa nazývajú eurytermné, zatiaľ čo tie, ktoré sú prispôsobené úzkemu teplotnému rozsahu, sa nazývajú stenotermické. Rovnakým spôsobom sa vo vzťahu k tlaku rozlišujú organizmy eury- a stenobáte, vo vzťahu k stupňu salinity prostredia - eury. - a stenohalín atď.
Environmentálne valencie jednotlivcov sa nezhodujú. Preto je ekologická valencia druhu širšia ako ekologická valencia každého jednotlivého jedinca.
Ekologická valencia druhu k rôznym environmentálnym faktorom sa môže výrazne líšiť. Súbor environmentálnych valencií vo vzťahu k rôznym faktorom prostredia je ekologické spektrum milý.
Ekologický faktor, ktorého kvantitatívna hodnota presahuje únosnosť druhu, sa nazýva tzv obmedzujúce (obmedzujúcim) faktorom. Tento faktor obmedzí šírenie druhu, aj keď sú všetky ostatné faktory priaznivé. Limitujúce faktory určujú geografický rozsah druhu. Ľudské poznanie limitujúcich faktorov pre konkrétny typ organizmu umožňuje zmenou podmienok prostredia buď potlačiť, alebo stimulovať jeho vývoj.
Môžeme zdôrazniť hlavné vzorce pôsobenia environmentálnych faktorov:
zákon relativity faktorov prostredia - smer a intenzita pôsobenia faktora životného prostredia závisí od veličín, v ktorých sa prijíma a v kombinácii s akými ďalšími faktormi pôsobí. Neexistujú žiadne absolútne prospešné alebo škodlivé environmentálne faktory: všetko je otázkou kvantity. Napríklad, ak je okolitá teplota príliš nízka alebo príliš vysoká, t.j. presahuje únosnosť živých organizmov, je to pre nich zlé. Len optimálne hodnoty sú priaznivé. Zároveň nemožno faktory životného prostredia posudzovať izolovane od seba. Napríklad, ak telo zažíva nedostatok vody, potom je preň ťažšie tolerovať vysoké teploty;
zákon relatívnej nahraditeľnosti a absolútnej nenahraditeľnosti faktorov prostredia - absolútnu absenciu niektorej z povinných podmienok života nemožno nahradiť inými faktormi prostredia, ale nedostatok alebo nadbytok niektorých faktorov prostredia možno kompenzovať pôsobením iných faktorov prostredia. NapríkladÚplná (absolútna) absencia vody nemôže byť kompenzovaná inými faktormi prostredia. Ak sú však ostatné faktory prostredia optimálne, potom je ľahšie tolerovať nedostatok vody, ako keď sú iné faktory v nedostatku alebo nadbytku.
2. Všeobecné vzorce vplyvu na životné prostredie
faktorov na tele. Optimálne pravidlo.
V celej rozmanitosti ovplyvňujúcich faktorov prostredia a adaptačných reakcií na ich vplyv zo strany organizmov možno identifikovať množstvo všeobecných zákonitostí.
Pôsobenie environmentálneho faktora na organizmus závisí nielen od povahy, ale aj od intenzity jeho pôsobenia, t.j. na množstve environmentálneho faktora vnímaného telom.
V procese evolúcie sa u všetkých organizmov vyvinuli adaptácie na vnímanie prírodných faktorov prostredia v určitých množstvách potrebných pre ich normálne fungovanie, pričom zníženie alebo zvýšenie tohto množstva znižuje ich životnú aktivitu a keď sa dosiahne maximum alebo minimum, možnosť existencia organizmov je úplne vylúčená.
Obrázok 1 ukazuje diagram vplyvu environmentálneho faktora na telo.
Vynesie sa os x množstvo environmentálneho faktora (napríklad teplota, osvetlenie, vlhkosť, slanosť atď.) a pozdĺž zvislej osi - intenzita reakcie organizmu na faktor prostredia, t.j. intenzita vitálnej činnosti tela (napríklad intenzita určitého fyziologického procesu – fotosyntéza, dýchanie, rast a pod.; morfologické charakteristiky – veľkosť organizmu alebo jeho orgánov; alebo počet jedincov na jednotku plochy a pod.).
Ako je zrejmé z obr. 1, krivka 1, so zvyšujúcim sa množstvom environmentálneho faktora sa intenzita vitálnej aktivity organizmu zvyšuje na určitú úroveň a potom opäť klesá.
Množstvo environmentálneho faktora je určené najmä tromi hodnotami uvedenými v diagrame tri hlavné body:
(1) - minimálny bod; (2) - optimálny bod; (3) - maximálny bod.
Minimálny bod (1) - zodpovedá množstvu faktora prostredia, ktoré ešte nepostačuje na existenciu organizmu v daných podmienkach.
Optimálny bod (2) - zodpovedá množstvu environmentálneho faktora, pri ktorom intenzita vitálnej aktivity organizmu dosahuje maximálne možné hodnoty.
Maximálny bod (3) - zodpovedá maximálnemu množstvu environmentálneho faktora, pri ktorom je intenzita vitálnej aktivity organizmu nulová.
Schéma pôsobenia environmentálneho faktora na životnú aktivitu organizmov:
1, 2. 3 - body minima, optima a maxima;
I, II, III-zóny pesima, normy a optima.
II, III – zóna bežnej životnej aktivity
Obr.1. Schéma pôsobenia environmentálneho faktora na organizmus.
Optimálna zóna sa nazýva zóna bezprostredne susediaca s bodom optima (2).
V optimálnej zóne množstvo faktora prostredia plne zodpovedá potrebám organizmu a poskytuje najpriaznivejšie podmienky pre jeho život, t.j. je optimálne.
V optimálnej zóne je telo maximálne prispôsobené pôsobeniu environmentálneho faktora, preto sú v tejto zóne adaptačné mechanizmy vypnuté a energia sa vynakladá len na základné životné procesy.
Normálne zóny zóny bezprostredne susediace s optimálnou zónou sa nazývajú. Existujú dve takéto zóny, ktoré zodpovedajú odchýlke hodnôt environmentálnych faktorov od optima smerom k nedostatku alebo jeho prebytku.
Normálna zóna zodpovedá množstvu environmentálneho faktora, v ktorom všetky životne dôležité procesy prebiehajú normálne, ale na ich udržanie na tejto úrovni sú potrebné dodatočné náklady na energiu.
Vysvetľuje to skutočnosť, že keď hodnoty faktora presahujú optimum, aktivujú sa adaptívne mechanizmy, ktorých fungovanie je spojené s určitými výdajmi energie a čím ďalej sa hodnota faktora odchyľuje od optima, tým viac energie sa spotrebuje. o adaptácii (krivka 2).
Optimálna zóna a normálna zóna sa často nazývajú zóna normálneho fungovania tela.
Zóny bezprostredne susediace so zónou bežnej životnej aktivity sa nazývajú zóny pesimizmu alebo zóny útlaku.
Pesimové zóny zodpovedajú množstvu environmentálneho faktora, ktorý znižuje účinnosť adaptačných mechanizmov a v dôsledku toho narúša vitálne funkcie tela.
V ekológii sa často nazývajú environmentálne podmienky, v ktorých akýkoľvek faktor (alebo súbor faktorov) presahuje zónu bežnej životnej aktivity a pôsobí depresívne. extrémna.
Dolná a horná hranica únosnosti Nazývajú sa minimálne a maximálne hodnoty environmentálneho faktora, pri ktorých je ešte možný život organizmov.
Vytrvalostná zóna je rozsah hodnôt environmentálneho faktora, za ktorým je život organizmov nemožný.
Okrem vytrvalosti sú smrteľné zóny, ktoré zodpovedajú takému množstvu faktora prostredia, že pôsobenie všetkých adaptačných mechanizmov je neúčinné a život sa stáva nemožným.
Napríklad optimálna teplota pre človeka je 36,6 0 C; hranice zóny bežnej životnej aktivity - 36,4-37,0 0 C; pesimové zóny sú určené hodnotami 36,4 - 34,5 0 C a 37,0 - 42,0 0 C; mimo stanovených hodnôt v letálnych zónach (34,5 0 C a 42,0 0 C) nastáva smrť človeka.
Graf závislosti vitálnej aktivity jedincov daného druhu od intenzity environmentálneho faktora možno získať experimentálne alebo ako výsledok pozorovaní v prírode.
1) Pre ilustráciu môžeme uviesť údaje z pokusov so zvieratami umiestnenými v termogradiente. Zariadenie je trubica, ktorej jeden koniec je umiestnený v ľade a druhý je ponorený do vodného kúpeľa, výsledkom čoho je teplotný gradient vo vnútri trubice.
Hmyz alebo iné malé zvieratá sa umiestnia do skúmavky, potom sa študuje vzor ich distribúcie v skúmavke. Ukazuje sa, že väčšina hmyzu sa sústreďuje na jednu oblasť.
Pri grafickom znázornení bude mať tento vzor formu paraboly, kde oblasť najvyššej koncentrácie hmyzu zodpovedá optimálnej zóne.
2) Umiestnite zvieratá do podmienok rôznych teplôt a vypočítajte percento ich prežitia počas určitého časového obdobia. Na základe výsledkov experimentu sa krivka prečiarkne a identifikuje sa na nej stredová zóna, ktorá zodpovedá zóne teplotného optima.
3) Každému z nás môže poslúžiť ako dobrý príklad celkom obyčajný fakt života, a to izbové rastliny a starostlivosť o ne. Každý vie, že sa vyvíjajú najlepšie, ak je množstvo zalievania určitého charakteru: prerušenie zavlažovania aj nadmerné množstvo vody vedie k inhibícii izbových rastlín a niekedy k smrti.
Podobné údaje boli získané o osvetlení a teplote pre izbové rastliny a pre zvieratá, rastliny a mikroorganizmy v „divokej prírode“.
Treba poznamenať, že koncept optima nie je použiteľný pre niektoré faktory, napríklad ionizujúce žiarenie, pretože pri akejkoľvek hodnote vyššej ako prirodzené pozadie je žiarenie pre telo nepriaznivé.
Všeobecné vzorce vplyvu faktorov prostredia na organizmus.
1) pri určitých hodnotách environmentálneho faktora sa vytvárajú podmienky, ktoré sú pre život organizmov najpriaznivejšie; tieto stavy sa nazývajú optimálne, a zodpovedajúca oblasť na stupnici hodnôt faktorov je optimálna zóna;
2) čím viac sa hodnoty faktorov odchyľujú od optimálnych, tým viac je inhibovaná životná aktivita organizmov; v tomto smere vyniká ich zóna normálna životná aktivita;
3) sa nazýva rozsah hodnôt environmentálneho faktora, za ktorým je životná aktivita organizmov nemožná zóna vytrvalosti; odlíšiť dolná a horná hranica únosnosti.
Vzorce vplyvu environmentálnych faktorov na živé organizmy a povaha ich reakcií diskutovaná vyššie sú známe ako „optimálne pravidlo“.
Ekologická valencia (alebo environmentálna tolerancia) je schopnosť organizmov prispôsobiť sa určitému rozsahu fluktuácií faktorov prostredia.
Čím širší rozsah fluktuácií faktora prostredia, v rámci ktorého môže daný organizmus existovať, tým väčšia je jeho environmentálna valencia (alebo tolerancia prostredia), tým širšia je zóna jeho odolnosti.
Na vyjadrenie relatívnej miery environmentálnej valencie (tolerancie) sa používajú termíny s predponami „evry“ a „steno“.
Organizmy, ktoré tolerujú veľké odchýlky faktora od optimálnych hodnôt, sú označené termínom obsahujúcim názov faktora s predponou každý- (z gréckeho „široký“).
Organizmy, ktoré môžu existovať s malými odchýlkami faktora od optimálnej hodnoty, sú označené termínom obsahujúcim názov faktora s predponou steno- (z gréckeho „úzky“).
Schematicky to možno znázorniť takto (obr. 2):
Obr.2. Tvary organizmov vo vzťahu k rozsahu vibrácií
environmentálny faktor.
Napríklad, eurytermické a stenotermické formy sú organizmy, ktoré sú rezistentné a nestabilné voči teplotným výkyvom.
Príklady eurytermické zvieratá a rastliny:
- Arktické líšky v tundre dokážu tolerovať kolísanie teploty vzduchu v rozmedzí asi 85 0 C (od +30 0 Od do -55 0 S);
- kapor v sladkých vodách toleruje kolísanie teploty od 0 0 až do 35 0 S;
- rastliny miernych klimatických pásiem tolerujú rozsah teplotných zmien v aktívnom stave rádovo 60 0 C a v stave strnulosti dokonca až 90 0 C. Takže smrekovec v Jakutsku vydrží mrazy až do -70 0 S.
Príklady stenotermický zvieratá a rastliny:
- teplovodné kôrovce znesú zmeny teploty vody v rozsahu nie viac ako 6 0 C (od +23 0 Od do 29 0 S);
- niektoré druhy antarktických rýb sú prispôsobené nízkym teplotám (od -2 0 Od do +2 0 S); keď teplota stúpa, prestanú sa pohybovať a upadnú do tepelného stuporu;
- rastliny tropického lesa vydržia úzke teplotné rozsahy, pre nich je teplota asi +5 0 C - +8 0 C už môže byť katastrofálne.
Eury- a stenohygrid Formy organizmov sa líšia v reakcii na kolísanie vlhkosti.
Eury- a stenohalín Formy organizmov sa líšia v reakcii na kolísanie slanosti vody.
Eury- a stenoxybiont Formy organizmov sa líšia v reakcii na obsah kyslíka vo vode.
Ak máme na mysli odolnosť organizmov voči zmenám v komplexe faktorov, tak hovoríme o eurybiont a stenobiont formy organizmov .
- človek vo vzťahu k abiotickým faktorom prostredia –eurybiont (technológia) je však ako biologický druh vo vzťahu k teplote stenothermný organizmus.
Eurybiontizmus a stenobiontizmus charakterizujú rôzne typy adaptácie organizmov na prežitie.
Druhy, ktoré existovali dlhší čas pri výrazných výkyvoch faktorov prostredia, získavajú zvýšenú ekologickú valenciu a stávajú sa eurybiont , t.j. druhy so širokým rozsahom tolerancie, zatiaľ čo druhy vyvíjajúce sa v relatívne stabilných podmienkach strácajú ekologickú valenciu a rozvíjajú sa vlastnosti stenobiontizmus. vo všeobecnosti eurybiontizmus podporuje široké rozšírenie organizmov v prírode a stenobiontizmus obmedzuje oblasť ich distribúcie.
Organizmy sa môžu líšiť aj polohou optima na škále kvantitatívnych zmien faktora (obr. 3).
Obr.3. Formy organizmov, ktoré sa líšia polohou optima.
Organizmy prispôsobené vysokým dávkam daného faktora prostredia sa označujú pojmom zakončenie - Phil (z gréckeho „láska“), napríklad:
- teplomilné - termofilné organizmy;
- oxyfily - náročné na vysoký obsah kyslíka;
- hygrofilov - obyvatelia miest s vysokou vlhkosťou.
Organizmy žijúce v opačných podmienkach sú označené koncovkou -fób (z gréckeho „strach“), napríklad:
- halofóbovia - obyvatelia sladkovodných útvarov, ktoré netolerujú slanú vodu;
- chionofóbovia - organizmy, ktoré sa vyhýbajú hlbokému snehu.
Informácie o optimálnych hodnotách jednotlivých faktorov prostredia a rozsahu ich tolerovaných výkyvov celkom plne charakterizujú postoj tela ku každému skúmanému faktoru.
Treba však mať na pamäti, že uvažované kategórie poskytujú iba všeobecnú predstavu o reakcii tela na vplyv jednotlivých faktorov. Je to dôležité pre všeobecnú ekologickú charakteristiku druhu a je užitočné pri riešení množstva aplikovaných problémov ekológie (napríklad problém aklimatizácie druhu v nových podmienkach), ale neurčuje to celý rozsah interakcie druh s podmienkami prostredia v zložitom prírodnom prostredí.
