Možno je prepoznati glavne vzorce delovanja okoljskih dejavnikov. Interakcija dejavnikov. omejitveni dejavnik Splošni vzorci vpliva na okolje
Zakon optimuma. Okoljski okoljski dejavniki imajo kvantitativni izraz. Vsak dejavnik ima določene meje pozitivnega vpliva na organizme (slika 2). Tako nezadostno kot prekomerno delovanje dejavnika negativno vpliva na življenjsko aktivnost posameznika.
Glede na vsak dejavnik ločimo območje optimuma (območje normalne življenjske aktivnosti), območje pesimuma (območje depresije), zgornjo in spodnjo mejo vzdržljivosti telesa.
Optimalna cona ali optimum (iz lat. optimalno- najplemenitejši, najboljši), - taka količina okoljskega dejavnika, pri kateri je intenzivnost življenjske aktivnosti organizmov največja.
Območje pesima ali pesimum (iz lat. pesimum - povzročiti škodo, utrpeti škodo) - taka količina okoljskega dejavnika, pri kateri je intenzivnost vitalne aktivnosti organizmov potlačena.
Zgornja meja vzdržljivosti - največja količina okoljskega faktorja, pri kateri je možen obstoj organizma.
riž. 2.
Spodnja meja vzdržljivosti - najmanjša količina okoljskega faktorja, pri kateri je možen obstoj organizma.
Onkraj meja vzdržljivosti je obstoj organizma nemogoč.
Krivulja je lahko široka ali ozka, simetrična ali asimetrična. Njegova oblika je odvisna od vrste organizma, od narave dejavnika in od tega, katera reakcija telesa je izbrana kot odgovor in na kateri stopnji razvoja.
Sposobnost živih organizmov, da v eni ali drugi meri prenašajo kvantitativna nihanja v delovanju okoljskega dejavnika, se imenuje ekološka valenca (toleranca, stabilnost, plastičnost).
Imenujejo se vrednosti okoljskega faktorja med zgornjo in spodnjo mejo vzdržljivosti območje tolerance.
Imenujejo se vrste s širokim tolerančnim območjem evribiont (iz grščine euris - širok), z ozkim - stenobiont (iz grščine stebla - ozek) (sliki 3 in 4).
Organizmi, ki prenašajo velika temperaturna nihanja, se imenujejo evritermno , in prilagojena ozkemu temperaturnemu območju - stenotermično. Na enak način se glede na pritisk razlikujejo eury- in stenobat organizmi, glede na vlažnost - evri- in stenohidrični, glede na stopnjo
riž. 3.1 - evribiont: 2 - stenobiont
riž. 4.
okolje za soljenje - euri- in stenohalin, glede na vsebnost kisika v vodi - eury- in stenoksibiont, v zvezi s pisanjem - evri- in stenofagi, glede na habitat - eury- in steno-oic, itd.
Tako sta smer in intenzivnost delovanja okoljskega dejavnika odvisni od količine, v kateri je zaužit in v kombinaciji s katerimi drugimi dejavniki deluje. Ni absolutno koristnih ali škodljivih okoljskih dejavnikov: vse je stvar količine. Na primer, če je temperatura okolice prenizka ali previsoka, torej zunaj meja vzdržljivosti živih organizmov, je to zanje slabo. Ugodne so samo optimalne vrednosti. Hkrati dejavnikov okolja ni mogoče obravnavati ločeno drug od drugega. Na primer, če telo doživlja pomanjkanje vode, potem težje prenaša visoke temperature.
Pojav aklimatizacije. Položaj optimuma in meja vzdržljivosti na faktorskem gradientu se lahko premika znotraj določenih meja. Človek na primer pozimi lažje prenaša nižje temperature okolja kot poleti, višje temperature pa obratno. Ta pojav se imenuje aklimatizacija (ali aklimatizacija). Aklimatizacija se pojavi ob menjavi letnih časov ali ob vstopu v območje z drugačno klimo.
Nejasnost vpliva faktorja na različne telesne funkcije.
Enaka količina faktorja ima različne učinke na različne telesne funkcije. Optimum za nekatere procese je lahko pesimum za druge. Na primer, pri rastlinah največjo intenzivnost fotosinteze opazimo pri temperaturi zraka +25...+35 °C, dihanje pa +55 °C (slika 5). Skladno s tem bo pri nižjih temperaturah prišlo do povečanja rastlinske biomase, pri višjih temperaturah pa do izgube biomase. Pri hladnokrvnih živalih zvišanje temperature na +40 ° C ali več močno poveča hitrost presnovnih procesov v telesu, vendar zavira motorično aktivnost in živali padejo v toplotni stupor. Pri ljudeh se testisi nahajajo zunaj medenice, saj so za spermatogenezo potrebne nižje temperature. Za mnoge ribe je temperatura vode, ki je optimalna za zorenje gamet, neugodna za drst, ki se pojavi pri drugačni temperaturi.
Življenjski cikel, v katerem organizem v določenih obdobjih opravlja predvsem določene funkcije (prehrana, rast, razmnoževanje, naselitev itd.), Je vedno skladen s sezonskimi spremembami kompleksa okoljskih dejavnikov. Mobilni organizmi lahko
riž. 5.t MUH, t onm, t MaKC- minimalna, optimalna in maksimalna temperatura za rast rastlin (zasenčeno območje)
spreminjajo tudi habitate za uspešno izvajanje vseh svojih življenjskih funkcij.
Ekološka valenca vrste. Ekološke valence posameznih osebkov ne sovpadajo. Odvisne so od dednih in ontogenetskih značilnosti posameznih posameznikov: spola, starosti, morfoloških, fizioloških itd. Zato je ekološka valenca vrste širša od ekološke valence vsakega posameznega osebka. Na primer, za moljca - enega od škodljivcev moke in žitnih izdelkov - je kritična najnižja temperatura za gosenice -7 ° C, za odrasle oblike - 22 ° C,
in za jajca - 27 °C. Mraz do -10 °C uniči gosenice, vendar ni nevaren za
imago in jajčeca tega škodljivca.
Ekološki spekter vrste. Niz ekoloških valenc vrste glede na različne dejavnike okolja je ekološki spekter vrste. Ekološki spektri različnih vrst se med seboj razlikujejo. To omogoča različnim vrstam, da zasedajo različne habitate. Poznavanje ekološkega spektra vrste omogoča uspešen vnos rastlin in živali.
Interakcija dejavnikov. Okoljski dejavniki v naravi delujejo skupaj, torej kompleksno. Kombinirani učinek več okoljskih dejavnikov na telo se imenuje ozvezdje. Optimalno območje in meje vzdržljivosti organizmov glede na kateri koli dejavnik okolja se lahko premaknejo glede na to, s katero močjo in v kakšni kombinaciji sočasno delujejo drugi dejavniki. Visoke temperature na primer težje prenašamo ob pomanjkanju vode, močan veter poveča učinek mraza, toploto lažje prenašamo v suhem zraku itd. Tako ima isti dejavnik v kombinaciji z drugimi različne vplive na okolje (slika 6). V skladu s tem je mogoče enak okoljski rezultat doseči na različne načine. Na primer, nadomestilo za pomanjkanje vlage se lahko izvede z zalivanjem ali znižanjem temperature. Ustvari se učinek delne izmenjave dejavnikov. Vendar ima medsebojna kompenzacija okoljskih dejavnikov določene meje in enega od njih ni mogoče popolnoma nadomestiti z drugim.
riž. 6. Smrtnost jajčec borove sviloprejke dendrolimuspini pri različnih kombinacijah temperature in vlažnosti (po N.M. Chernova, A.M. Bylova, 2004)
Tako absolutne odsotnosti katerega koli od obveznih življenjskih pogojev ni mogoče nadomestiti z drugimi okoljskimi dejavniki, vendar je pomanjkanje ali presežek nekaterih okoljskih dejavnikov mogoče nadomestiti z delovanjem drugih okoljskih dejavnikov. Na primer, popolne (absolutne) odsotnosti vode ni mogoče nadomestiti z drugimi okoljskimi dejavniki. Če pa so drugi okoljski dejavniki v svojem optimumu, potem lažje prenašamo pomanjkanje vode, kot če je drugih dejavnikov v pomanjkanju ali presežku.
Zakon omejitvenega faktorja. Možnosti za obstoj organizmov omejujejo predvsem tisti dejavniki okolja, ki so najbolj oddaljeni od optimuma. Imenuje se ekološki dejavnik, katerega kvantitativna vrednost presega vzdržljivost vrste omejitveni (omejevalni) dejavnik. Tak dejavnik bo omejeval obstoj (razširjenost) vrste, tudi če so vsi ostali dejavniki ugodni (slika 7).
riž.
Omejevalni dejavniki določajo geografsko razširjenost vrste. Napredovanje vrste do polov lahko na primer omejuje pomanjkanje toplote, v sušne predele pa pomanjkanje vlage ali previsoke temperature.
Človeško poznavanje omejevalnih dejavnikov za določeno vrsto organizma omogoča, da s spreminjanjem okoljskih razmer bodisi zatre ali spodbudi njegov razvoj.
Bivalne razmere in življenjske razmere. Kompleks dejavnikov, pod vplivom katerih potekajo vsi osnovni življenjski procesi organizmov, vključno z normalnim razvojem in razmnoževanjem, se imenuje Življenjski pogoji. Pogoji, v katerih ne pride do razmnoževanja, se imenujejo pogoji obstoja.
Preberite tudi:
|
Določen pritisk v okolju« Kako razumete to izjavo?
Naloga št. 6. Trenutno vsak prebivalec našega planeta v povprečju proizvede približno 1 tono smeti na leto (MSW - trdni gospodinjski odpadki), in to ne šteje milijone izrabljenih in pokvarjenih avtomobilov. Obstajajo tri glavne možnosti ravnanja s trdnimi odpadki: 1 – zakop, sežig, sortiranje in recikliranje. Kateri od teh načinov je najbolj okolju prijazen? Predložite dokaze.
Izberite en pravilen odgovor
Enotni naravni kompleksi, ki jih tvorijo organizmi in habitati
1) ekosistemi
2) biosfera
3) populacije
4) biomasa
Veja ekologije, ki proučuje individualne povezave posameznih organizmov (vrst, osebkov) z okoljem.
1) avtekologija
2) biokemija
3) geoekologija
4) sinekologija
5) demekologija
3. Sistem višjega reda, ki zajema vse pojave življenja na našem planetu
1) biosfera
2) vzdušje
3) stratosfera
4) apobiosfera
5) aerobiosfera
Najtežji habitat
1) zemlja-zrak
3) atmosferski
4) socialno okolje
5) ekološko okolje
5. Vse možne oblike vpliva živih organizmov drug na drugega in na okolje so:
1) biotski dejavniki
2) biološki dejavniki
3) simbiotski dejavniki
4) edafski dejavniki
5) ekstremni dejavniki
Netrajnostni ekosistem z umetno ustvarjenimi in izčrpanimi vrstami, ki proizvajajo kmetijske proizvode
1) agorocenoza
2) biogeocenoza
3) agrobiogeocenoza
4) biocenoza
5) kmetijsko-gozdarski kompleks
7. Stabilnost biogeocenoze določajo predvsem:
1) potrošniki
2) proizvajalci - fotosintetiki
3) velika vrstna pestrost
4) razkrojevalci
5) proizvajalci kemosinteze
Imenujejo se proizvajalci ekosistemov - organizmi, ki sintetizirajo organske snovi iz anorganskih snovi
1) heterotrofi
2) avtotrofi
3) simbionti
4) anaerobne bakterije
5) potrošniki
Pojavile so se globalne okoljske katastrofe v biosferi
1) pred pojavom človeka
2) to obdobje ni natančno opredeljeno
3) po pojavu človeka
4) v obdobju nastanka biosfere
5) po ledeni dobi
Značilno je nasledstvo
1) sprememba biotopa ekosistema
4) sezonska menjava skupnosti
5) sprememba fitocenoze
Pri izpostavljenosti nizko intenzivnemu okoljskemu dejavniku večina posameznikov v populaciji
1) se prilagaja
2) je v postopku odškodnine
3) je v fazi dekompenzacije
4) umre
5) aktivno razmnožuje
Endemične bolezni vključujejo
1) fluoroza
3) ascariasis
4) fascioliaza
5) tuberkuloza
Okoljski dejavnik, ki presega meje vzdržljivosti, se imenuje
1) stimulativno
2) abiotski
3) omejevanje
4) antropogeni
5) biotski
1 | |
Kljub veliki raznolikosti okoljskih dejavnikov je v naravi njihovega vpliva na organizme in v odzivih živih bitij mogoče prepoznati številne splošne vzorce.
Zakon tolerance (zakon optimuma ali W. Shelfordov zakon) – Vsak dejavnik ima določene meje pozitivnega vpliva na organizme. Tako nezadostno kot prekomerno delovanje dejavnika negativno vpliva na življenjsko aktivnost posameznika (preveč »dobrega« je tudi »ni dobro«).
Dejavniki okolja imajo kvantitativni izraz. V zvezi z vsakim dejavnikom je mogoče razlikovati optimalno območje (območje normalne življenjske aktivnosti), cona pessimum (območje zatiranja) in meje vzdržljivosti telo. Optimum je količina okoljskega dejavnika, pri kateri je intenzivnost vitalne aktivnosti organizmov največja. V coni pesimuma je vitalna aktivnost organizmov zatrta. Onkraj meja vzdržljivosti je obstoj organizma nemogoč. Obstajata spodnja in zgornja meja vzdržljivosti.
Sposobnost živih organizmov, da v eni ali drugi meri prenašajo kvantitativna nihanja v delovanju okoljskega dejavnika, se imenuje ekološka valenca (toleranca, stabilnost, plastičnost).
Imenujejo se vrednosti okoljskega faktorja med zgornjo in spodnjo mejo vzdržljivosti območje tolerance. Imenujejo se vrste s širokim tolerančnim območjem evribiont, z ozkim - stenobiont . Organizmi, ki prenašajo velika temperaturna nihanja, se imenujejo evritermno, in prilagojena ozkemu temperaturnemu območju – stenotermično. Na enak način se glede na pritisk razlikujejo evry- in stenobatnih organizmov, glede na stopnjo slanosti okolja – evry- In stenohalin, v povezavi s prehrano evry- In stenotrofi(v zvezi z živalmi se uporabljajo izrazi evry- In stenofagi) itd.
Okoljske valence posameznikov ne sovpadajo. Zato je ekološka valenca vrste širša od ekološke valence vsakega posameznega osebka.
Ekološka valenca vrste do različnih dejavnikov okolja se lahko zelo razlikuje. Niz okoljskih valenc glede na različne dejavnike okolja je ekološki spekter vrste.
Imenuje se ekološki dejavnik, katerega kvantitativna vrednost presega vzdržljivost vrste omejitveni (omejevalni) dejavnik.
2. Nejasnost vpliva faktorja na različne funkcije – Vsak dejavnik drugače vpliva na različne telesne funkcije. Optimum za nekatere procese je lahko pesimum za druge. Tako je za mnoge ribe temperatura vode, ki je optimalna za zorenje reproduktivnih produktov, neugodna za drstenje.
3. Raznolikost individualnih reakcij na okoljske dejavnike – stopnja vzdržljivosti, kritične točke, optimalna in pesimalna cona posameznih osebkov iste vrste ne sovpadajo. To variabilnost določajo tako dedne lastnosti posameznikov kot spol, starost in fiziološke razlike. Na primer, metulj mlinskega molja, enega od škodljivcev moke in žitnih izdelkov, ima kritično najnižjo temperaturo za gosenice -7 °C, za odrasle oblike -22 °C in za jajca -27 °C. Mraz do -10 °C uniči gosenice, ni pa nevaren za odrasle in jajčeca tega škodljivca. Posledično je ekološka valenca vrste vedno širša od ekološke valence vsakega posameznega osebka.
4. Relativna neodvisnost prilagajanja organizmov na različne dejavnike– stopnja tolerance na kateri koli dejavnik ne pomeni ustrezne ekološke valence vrste glede na druge dejavnike. Na primer, ni nujno, da so vrste, ki prenašajo velika nihanja temperature, tudi sposobne prenašati velike nihanja vlažnosti ali slanosti. Evritermne vrste so lahko stenohalne, stenobatne ali obratno.
5. Neskladje med ekološkimi spektri posameznih vrst– vsaka vrsta je specifična po svojih ekoloških sposobnostih. Tudi med vrstami, ki so si v načinu prilagajanja na okolje podobne, obstajajo razlike v odnosu do posameznih dejavnikov.
6. Interakcija dejavnikov– optimalno območje in meje vzdržljivosti organizmov glede na kateri koli dejavnik okolja se lahko premaknejo glede na moč in v kakšni kombinaciji sočasno delujejo drugi dejavniki. Na primer, toploto je lažje prenašati v suhem kot v vlažnem zraku. Nevarnost zmrzali je veliko večja v hladnem vremenu z močnim vetrom kot v mirnem vremenu.
7. Zakon minimuma (J. Liebigov zakon ali pravilo omejitvenih faktorjev) – Možnosti za obstoj organizmov omejujejo predvsem tisti dejavniki okolja, ki so najbolj oddaljeni od optimalnega. Če se vsaj eden od dejavnikov okolja približa ali preseže kritične vrednosti, potem kljub optimalni kombinaciji drugih pogojev posameznikom grozi smrt. Tako je gibanje vrste proti severu lahko omejeno (omejeno) s pomanjkanjem toplote, v sušne predele pa s pomanjkanjem vlage ali previsokimi temperaturami. Prepoznavanje omejevalnih dejavnikov je v kmetijski praksi zelo pomembno.
8. Hipoteza o nenadomestljivosti temeljnih dejavnikov (V. R. Williamson)– popolna odsotnost v okolju temeljnih okoljskih dejavnikov (fiziološko potrebnih; na primer svetlobe, vode, ogljikovega dioksida, hranil) ni mogoče nadomestiti (nadomestiti) z drugimi dejavniki. Tako lahko po Guinnessovi knjigi rekordov človek živi do 10 minut brez zraka, 10–15 dni brez vode in do 100 dni brez hrane.
Okoljski dejavniki v naravi delujejo skupaj, torej kompleksno. Kompleks dejavnikov, pod vplivom katerih potekajo vsi osnovni življenjski procesi organizmov, vključno z normalnim razvojem in razmnoževanjem, se imenuje Življenjski pogoji. Pogoji, v katerih ne pride do razmnoževanja, se imenujejo pogoji obstoja.
Dejavniki okolja imajo kvantitativni izraz (slika 6). V zvezi z vsakim dejavnikom je mogoče razlikovati optimalno območje (območje normalne življenjske aktivnosti), cona pessimum(območje zatiranja) in meje vzdržljivosti telo. Optimum je količina okoljskega dejavnika, pri kateri je intenzivnost vitalne aktivnosti organizmov največja. V območju pesimuma je vitalna aktivnost organizmov zatrta. Onkraj meja vzdržljivosti je obstoj organizma nemogoč. Obstajata spodnja in zgornja meja vzdržljivosti.
Slika 6: Odvisnost delovanja okoljskega dejavnika od njegovega delovanja
Sposobnost živih organizmov, da prenašajo kvantitativna nihanja delovanja okoljskega dejavnika V v eni ali drugi meri imenujemo ekološka valenca (toleranca, stabilnost, plastičnost). Imenujejo se vrste s širokim tolerančnim območjem evribiont, z ozko - stenobiont (Slika 7 in Slika 8).
Slika 7: Ekološka valenca (plastičnost) vrst:
1- evribiont; 2 - stenobiont
Slika 8: Ekološka valenca (plastičnost) vrst
(po Yu. Odumu)
Organizmi, ki prenašajo znatna temperaturna nihanja, se imenujejo evritermni, tisti, ki so prilagojeni na ozko temperaturno območje, pa stenotermni. Na enak način se glede na pritisk razlikujejo organizmi eury in stenobate, glede na stopnjo slanosti okolja - eury - in stenohalin itd.
Okoljske valence posameznikov ne sovpadajo. Zato je ekološka valenca vrste širša od ekološke valence vsakega posameznega osebka.
Ekološka valenca vrste do različnih dejavnikov okolja se lahko zelo razlikuje. Niz okoljskih valenc glede na različne dejavnike okolja je ekološki spekter prijazen.
Imenuje se ekološki dejavnik, katerega kvantitativna vrednost presega vzdržljivost vrste omejevanje (omejevalni) faktor. Ta dejavnik bo omejil širjenje vrste, tudi če so vsi drugi dejavniki ugodni. Omejevalni dejavniki določajo geografsko razširjenost vrste. Človeško poznavanje omejevalnih dejavnikov za določeno vrsto organizma omogoča, da s spreminjanjem okoljskih razmer bodisi zatre ali spodbudi njegov razvoj.
Izpostavimo lahko glavne vzorce delovanja okoljskih dejavnikov:
zakon relativnosti dejavnikov okolja - smer in intenzivnost delovanja okoljskega dejavnika sta odvisni od količine, v kateri je zaužit in v kombinaciji s katerimi drugimi dejavniki deluje. Ni absolutno koristnih ali škodljivih okoljskih dejavnikov: vse je stvar količine. na primerče je temperatura okolja prenizka ali previsoka, tj. presega vzdržljivost živih organizmov, je to zanje slabo. Ugodne so samo optimalne vrednosti. Hkrati dejavnikov okolja ni mogoče obravnavati ločeno drug od drugega. na primerče telo doživlja pomanjkanje vode, potem težje prenaša visoke temperature;
zakon relativne nadomestljivosti in absolutne nenadomestljivosti dejavnikov okolja - absolutne odsotnosti katerega koli od obveznih življenjskih pogojev ni mogoče nadomestiti z drugimi okoljskimi dejavniki, vendar je pomanjkanje ali presežek nekaterih okoljskih dejavnikov mogoče nadomestiti z delovanjem drugih okoljskih dejavnikov. Na primer, popolne (absolutne) odsotnosti vode ni mogoče nadomestiti z drugimi okoljskimi dejavniki. Če pa so drugi okoljski dejavniki v svojem optimumu, potem lažje prenašamo pomanjkanje vode, kot če je drugih dejavnikov v pomanjkanju ali presežku.
2. Splošni vzorci vpliva na okolje
dejavniki na telo. Optimalno pravilo.
V vsej raznolikosti vpliva okoljskih dejavnikov in prilagoditvenih reakcij na njihov vpliv s strani organizmov je mogoče identificirati številne splošne vzorce.
Učinek okoljskega dejavnika na telo ni odvisen le od narave, temveč tudi od intenzivnosti njegovega vpliva, tj. na količino okoljskega dejavnika, ki ga zazna telo.
V procesu evolucije so vsi organizmi razvili prilagoditve za zaznavanje naravnih okoljskih dejavnikov v določenih količinah, ki so potrebne za njihovo normalno delovanje, medtem ko zmanjšanje ali povečanje te količine zmanjša njihovo življenjsko aktivnost, in ko je dosežen maksimum ali minimum, se možnost obstoj organizmov je popolnoma izključen.
Slika 1 prikazuje diagram vpliva okoljskega dejavnika na telo.
Izrisana je abscisna os količino okoljskega dejavnika (na primer temperatura, osvetljenost, vlažnost, slanost itd.) In vzdolž ordinatne osi - intenzivnost reakcije telesa na dejavnik okolja, tj. intenzivnost vitalne aktivnosti telesa (npr. intenzivnost določenega fiziološkega procesa - fotosinteza, dihanje, rast itd.; morfološke značilnosti - velikost organizma ali njegovih organov; ali število osebkov na enoto površine itd.).
Kot je razvidno iz slike 1, krivulja 1, se s povečanjem količine okoljskega dejavnika intenzivnost vitalne aktivnosti organizma poveča na določeno raven in nato spet zmanjša.
Količina okoljskega faktorja je določena predvsem s tremi vrednostmi, ki so predstavljene v diagramu tri kardinalne točke:
(1) - najmanjša točka; (2) - optimalna točka; (3) - največja točka.
Najmanjša točka (1) - ustreza količini dejavnika okolja, ki še ne zadošča za obstoj organizma v danih razmerah.
Optimalna točka (2) - ustreza količini okoljskega dejavnika, pri katerem intenzivnost vitalne aktivnosti organizma doseže največje možne vrednosti.
Najvišja točka (3) - ustreza največji količini okoljskega faktorja, pri kateri je intenzivnost vitalne aktivnosti organizma enaka nič.
Shema delovanja okoljskega dejavnika na življenjsko aktivnost organizmov:
1, 2. 3 - točke minimuma, optimalnega oziroma maksimuma;
I, II, III-cone pesimuma, norme in optimuma.
II, III - cona normalne življenjske aktivnosti
Slika 1. Shema delovanja okoljskega dejavnika na telo.
Optimalno območje se imenuje območje, ki meji neposredno na optimalno točko (2).
V optimalnem območju količina okoljskega faktorja popolnoma ustreza potrebam telesa in zagotavlja najugodnejše pogoje za njegovo življenje, tj. je optimalen.
V optimalnem območju je telo maksimalno prilagojeno delovanju okoljskega dejavnika, zato so v tem območju adaptivni mehanizmi izklopljeni, energija pa se porabi samo za osnovne življenjske procese.
Normalne cone imenujemo cone, ki so neposredno ob optimalni coni. Obstajata dve taki coni, ki ustrezata odstopanju vrednosti okoljskega faktorja od optimalnega do pomanjkanja ali njegovega presežka.
Normalno območje ustreza količini okoljskega dejavnika, v katerem vsi vitalni procesi potekajo normalno, vendar so za njihovo vzdrževanje na tej ravni potrebni dodatni stroški energije.
To je razloženo z dejstvom, da ko vrednosti faktorja presežejo optimalno, se aktivirajo prilagoditveni mehanizmi, katerih delovanje je povezano z določeno porabo energije, in bolj ko vrednost faktorja odstopa od optimalnega, več energije se porabi. na prilagoditev (krivulja 2).
Optimalno območje in normalno območje se pogosto imenujeta območje normalnega delovanja telesa.
Območja, ki mejijo neposredno na območje normalne življenjske aktivnosti, se imenujejo cone pesimizma ali cone zatiranja.
Območja pesimuma ustrezajo količini okoljskega dejavnika, ki zmanjšuje učinkovitost prilagoditvenih mehanizmov in posledično moti vitalne funkcije telesa.
V ekologiji se pogosto imenujejo okoljske razmere, v katerih kateri koli dejavnik (ali niz dejavnikov) presega območje normalne življenjske aktivnosti in deluje depresivno. ekstremno.
Spodnja in zgornja meja vzdržljivosti Minimalne in največje vrednosti okoljskega dejavnika se imenujejo, pri katerih je življenje organizmov še možno.
Cona vzdržljivosti je obseg vrednosti okoljskega dejavnika, zunaj katerega postane življenje organizmov nemogoče.
Izven vzdržljivosti so smrtonosna območja, ki ustrezajo tolikšni količini dejavnika okolja, da je delovanje vseh adaptivnih mehanizmov neučinkovito in življenje postane nemogoče.
Optimalna temperatura za človeka je na primer 36,6 0 C; meje območja normalne življenjske aktivnosti - 36,4-37,0 0 C; pesimum cone so določene z vrednostmi 36,4 - 34,5 0 C in 37,0 - 42,0 0 C; zunaj določenih vrednosti v letalnih območjih (34,5 0 C in 42,0 0 C) pride do smrti človeka.
Graf odvisnosti vitalne aktivnosti posameznikov določene vrste od intenzivnosti okoljskega dejavnika je mogoče pridobiti eksperimentalno ali kot rezultat opazovanj v naravi.
1) Za ilustracijo lahko navedemo podatke iz poskusov z živalmi, postavljenimi v termogradient. Naprava je cev, katere en konec je postavljen v led, drugi pa je potopljen v vodno kopel, kar povzroči temperaturni gradient znotraj cevi.
V cev se postavijo žuželke ali druge majhne živali, nato pa se prouči vzorec njihove porazdelitve po cevi. Izkazalo se je, da se večina žuželk koncentrira na enem območju.
Ko je grafično prikazan, bo ta vzorec videti kot parabola, kjer območje največje koncentracije žuželk ustreza optimalnemu območju.
2) Postavite živali v razmere različnih temperatur in izračunajte odstotek njihovega preživetja v določenem časovnem obdobju. Na podlagi rezultatov poskusa krivuljo prečrtamo in na njej identificiramo središčno območje, ki ustreza območju temperaturnega optimuma.
3) Za vsakega od nas je lahko dober primer dokaj običajno življenjsko dejstvo, in sicer sobne rastline in njihova nega. Vsi vedo, da se najbolje razvijajo, če je količina zalivanja določene narave: tako prekinitev zalivanja kot prekomerna količina vode vodita do zaviranja sobnih rastlin in včasih do smrti.
Podobni podatki so bili pridobljeni o osvetlitvi in temperaturi za sobne rastline ter za živali, rastline in mikroorganizme v »divji naravi«.
Treba je opozoriti, da koncept optimuma ni uporaben za nekatere dejavnike, na primer za ionizirajoče sevanje, saj je pri kateri koli vrednosti nad naravnim ozadjem sevanje neugodno za telo.
Splošni vzorci vpliva okoljskih dejavnikov na telo.
1) pri določenih vrednostih okoljskega dejavnika se ustvarijo pogoji, ki so najbolj ugodni za življenje organizmov; ti pogoji se imenujejo optimalno, in ustrezno območje na lestvici faktorskih vrednosti je optimalno območje;
2) bolj ko vrednosti faktorjev odstopajo od optimalnih, bolj je vitalna aktivnost organizmov zavirana; pri tem izstopa njihova cona normalna življenjska aktivnost;
3) obseg vrednosti okoljskega dejavnika, izven katerega postane življenjska aktivnost organizmov nemogoča, se imenuje cona vzdržljivosti; razlikovati spodnje in zgornje meje vzdržljivosti.
Zgoraj obravnavani vzorci vpliva okoljskih dejavnikov na žive organizme in narava odzivov slednjih so znani kot "optimalno pravilo".
Ekološka valenca (ali okoljska toleranca) je sposobnost organizmov, da se prilagodijo določenemu razponu nihanj okoljskih dejavnikov.
Čim širši je razpon nihanj okoljskega dejavnika, v katerem lahko obstaja določen organizem, večja je njegova okoljska valenca (ali okoljska toleranca), širše je območje njegove vzdržljivosti.
Za izražanje relativne stopnje okoljske valence (tolerance) se uporabljajo izrazi s predponami "evry" in "steno".
Organizmi, ki prenašajo velika odstopanja faktorja od optimalnih vrednosti, so označeni z izrazom, ki vsebuje ime faktorja s predpono evry- (iz grščine "širok").
Organizmi, ki lahko obstajajo ob majhnih odstopanjih faktorja od optimalne vrednosti, so označeni z izrazom, ki vsebuje ime faktorja s predpono steno- (iz grškega "ozkega").
To lahko shematično prikažemo na naslednji način (slika 2):
Slika 2. Oblike organizmov v povezavi z obsegom vibracij
okoljski dejavnik.
na primer evritermno in stenotermno oblike so organizmi, ki so odporni oziroma nestabilni na temperaturna nihanja.
Primeri evritermno živali in rastline:
- Arktične lisice v tundri lahko prenašajo nihanja temperature zraka v območju okoli 85 0 C (od +30 0 Od do -55 0 Z);
- krap v sladkih vodah prenaša temperaturna nihanja od 0 0 do 35 0 Z;
- rastline zmernih podnebnih pasov prenašajo temperaturne spremembe okoli 60 v aktivnem stanju 0 C, v stanju omame pa tudi do 90 0 C. Torej lahko macesen v Jakutiji prenese zmrzali do -70 0 Z.
Primeri stenotermično živali in rastline:
- toplovodni raki lahko prenesejo spremembe temperature vode v območju največ 6 0 C (od +23 0 Od do 29 0 Z);
- nekatere vrste antarktičnih rib so prilagojene na nizke temperature (od -2 0 Od do +2 0 Z); ko se temperatura dvigne, se prenehajo premikati, padejo v toplotni stupor;
- tropske gozdne rastline lahko prenesejo ozka temperaturna območja, zanje je temperatura okoli +5 0 C - +8 0 C je že lahko katastrofalen.
Eury- in stenohygrid Oblike organizmov se razlikujejo po odzivu na nihanje vlažnosti.
Euri- in stenohalin Oblike organizmov se razlikujejo po odzivu na nihanje slanosti vode.
Eury- in stenoksibiont Oblike organizmov se razlikujejo po odzivu na vsebnost kisika v vodi.
Če mislimo na odpornost organizmov na spremembe kompleksa dejavnikov, potem govorimo o evribiont in stenobiont oblike organizmov .
- človek v odnosu do abiotskih dejavnikov okolja –evribiont (tehnologija) pa je kot biološka vrsta glede na temperaturo stenotermni organizem.
Evribiontizem in stenobiontizem označujeta različne vrste prilagajanja organizmov na preživetje.
Vrste, ki so dolgo obstajale pod znatnimi nihanji okoljskih dejavnikov, pridobijo povečano ekološko valenco in postanejo evribiont , tj. vrste s širokim razponom tolerance, medtem ko vrste, ki se razvijajo v relativno stabilnih razmerah, izgubijo ekološko valenco in razvijejo lastnosti stenobiontizem. Na splošno evribiontizem spodbuja široko razširjenost organizmov v naravi in stenobiontizem omejuje območje njihove distribucije.
Organizmi se lahko razlikujejo tudi po položaju optimuma na lestvici kvantitativnih sprememb faktorja (slika 3).
Slika 3. Oblike organizmov, ki se razlikujejo po položaju optimuma.
Organizmi, prilagojeni na visoke odmerke določenega okoljskega dejavnika, so označeni s končnico izraza -Phil (iz grščine "ljubezen"), na primer:
- termofili - termofilni organizmi;
- oksifili - zahtevna visoka vsebnost kisika;
- higrofili - prebivalci krajev z visoko vlažnostjo.
Organizmi, ki živijo v nasprotnih razmerah, so označeni s končnico -fob (iz grškega "strah"), na primer:
- halofobi - prebivalci sladkovodnih teles, ki ne prenašajo slane vode;
- kionofobi - organizmi, ki se izogibajo globokemu snegu.
Podatki o optimalnih vrednostih posameznih dejavnikov okolja in razponu njihovih dopustnih nihanj v celoti označujejo odnos telesa do vsakega proučevanega dejavnika.
Vendar je treba upoštevati, da obravnavane kategorije dajejo le splošno predstavo o reakciji telesa na vpliv posameznih dejavnikov. To je pomembno za splošne ekološke značilnosti vrste in je uporabno pri reševanju številnih aplikativnih problemov ekologije (na primer problem aklimatizacije vrste v novih razmerah), vendar ne določa celotnega obsega interakcije vrste z okoljskimi razmerami v kompleksnem naravnem okolju.
