Экологический портал

Это интересно!
Почему важно вступить в группу!
Наш опрос
Как вы связаны экологией ?
Работаю экологом.
Учусь в институте на эколога.
Изучаю экологию в школе.
Участвую в олимпиаде по экологии.
Просто увлекаюсь экологией.
Никак не связан с экологией.

Популярное
» return_links(); ?>
Сейчас на сайте:
Пользователей: 0
Отсутствуют.
Роботов: 1
Yandex
Гостей: 2
Всех: 3
Именниников сегодня нет

Принцип действия экологического фактора

 Экологические статьи » Основы общей экологии  12-12-2010, 16:51  leksei

Понятие условий экология заменила понятием фактора. Любой организм в среде своего обитания подвергается воздействию самых разнообразных климатических, эдафических и биотических факторов. Экологический фактор — это любой нерасчленяемый далее элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития. В данном определении следует особо отметить следующие критерии экологического фактора:
1. Нерасчленяемость данного элемента среды. Например, в качестве экологического фактора нельзя рассматривать глубину водоема или высоту местообитания над уровнем моря, поскольку глубина влияет на водных обитателей не непосредственно, а через увеличение давления, уменьшение освещенности, понижение температуры, уменьшение содержания кислорода, повышение солености и т. д. В свою очередь действие высоты осуществляется через понижение температуры, атмосферного давления и т. п. Именно температура, освещенность, давление, соленость и т.д. будут выступать в качестве экологических факторов среды, оказывающих непосредственное влияние на живые организмы.
2. Действие экологического фактора может быть не прямым, а опосредованным, т.е. в этом случае он воздействует через многочисленные причинно-следственные связи. Пример опосредованного воздействия экологического фактора можно найти на птичьих базарах, известных колоссальным скоплением птиц. Чем объясняется столь высокая плотность птичьего населения? Основную роль здесь играют биогенные вещества: помет птиц падает в воду; органика в воде минерализуется бактериями, в связи с чем в данном месте концентрируются водоросли. Это в свою очередь ведет к повышению концентрации планктонных организмов, в основном ракообразных. Последними питаются рыбы, а ими птицы, населяющие базары. Таким образом, птичий помет выступает здесь в роли экологического фактора. Как элемент среды он нерасчленим, но действует не прямо, а через сложную систему взаимодействия различных экологических факторов.
Возникновение колониальности у северных птиц имеет и другие причины. К ним прежде всего следует отнести недостаток удобных для гнездования прибрежных скал. Кроме того, колониальное гнездование имеет определенные преимущества в отношении защиты потомства от хищников. Помимо кайр на птичьих базарах гнездятся чайки-моевки, прикрепляющие свои гнезда к маленьким выступам скал. В укромных уголках часто живут гагарки, а сверху, где на каменном куполе скал лежит слой торфа, сидят красноклювые тупики, как бы охраняя отверстия своих глубоких нор. Рядом с ними по краям базаров устраивают гнезда крупные серебристые и морские чайки.
Какими бы разными по природе ни были экологические факторы, результаты их действия экологически сравнимы, поскольку они сегда выражаются в изменении жизнедеятельности организмов, что в конечном итоге приводит к изменению численности популяции (рис. 3.1). Рассмотрение этой зависимости позволяет выявить следующие ее закономерности:

При определенных значениях фактора создаются условия, наиблагоприятные для жизнедеятельности организмов; эти условия называются оптимальными, а соответствующая им область по шкале значений фактора — оптимумом;
Чем больше отклоняются значения фактора от оптимальных, сильнее угнетается жизнедеятельность особей; в связи с этим выделяется зона их нормальной жизнедеятельности; Диапазон значений фактора, за границами которого нормальной жизнедеятельность особей становится невозможной, называется пределами выносливости; различают нижний и верхний предел выносливости.

При взгляде на «купол толерантности» сбоку можно увидеть, что в зоне нормальной жизнедеятельности возможны рост и развитие особей, тогда как для размножения нужны оптимальные условия. Так называемая экологическая толерантность охватывает диапазон от нижнего предела, или нижнего пессимума (ему соответствует экологический минимум на шкале значений фактора), до верхнего предела, или верхнего пессимума (экологический максимум).

купол толерантности

Рис. 3.1. Купол толерантности

Представление о лимитирующем влиянии экологического минимума ввел в 1840 г. Ю.Либих, а представление о лимитирующем влиянии экологического максимума связано с именем В. Шелфорда, сформулировавшего закон толерантности. После 1910 г. по «экологии толерантности» были проведены многочисленные исследования, благодаря которым стали известны пределы существования для многих растений и животных. Таким образом, общие закономерности влияния экологического фактора на жизнедеятельность организмов представляют собой результат совместного действия законов экологического минимума и максимума.
Закон лимитирующего фактора лежит в основе теоретического обоснования величины предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязнителей. Понятно, что применительно к загрязняющим веществам (ксенобиотикам) нижний предел толерантности значения не имеет, а верхний не должен превышаться ни при каких условиях. Поэтому те пороговые значения фактора, при которых в организме еще не может произойти никаких необратимых патологических изменений, устанавливаемых экспериментально, и должны приниматься в качестве ПДК.
График зависимости жизнедеятельности особей данного вида от интенсивности фактора можно получить экспериментально или в результате наблюдений в природе. Для иллюстрации приведем данные опытов с животными, помещенными в термоградиентор, или так называемый температурный орган. Прибор представляет собой трубку, один конец которой помещают в лед, а другой опускают в водяную баню, в результате чего внутри трубки возникает
градиент температур (рис. 3.2). В трубку помещают насекомых или других мелких животных, например клещей, после чего изучают закономерность их распределения по трубке. Оказывается, что большинство насекомых концентрируется на каком-то одном участке. При графическом изображении данная закономерность будет иметь вид кривой нормального распределения (см. рис. 3.2), где область наибольшей концентрации животных соответствует зоне температурного предпочтения, или термопреферендуму.
Можно обратиться и к другому способу определения выносливости организмов к действию экологического фактора: исследователь помещает животных в условия разных температур и рассчитывает процент их выживаемости за определенный промежуток времени. По результатам опыта вычерчивается кривая; на ней выделяют уже известную нам центральную зону, которая в данном случае соответствует зоне температурного оптимума, или термооптимуму.
Если мы сравним реакцию на действие температуры особей двух разных видов, то окажется, что кривые термопреферендума или термооптимума далеко не всегда совпадают даже в случае, если значения оптимумов жизнедеятельности равны (рис.3.3, а). Таким образом, видовые приспособления проявляются и в различной степени выносливости к действию фактора. Виды, особи которых устойчивы лишь к небольшим отклонениям значений фактора от оптимума, называются стенобионтными (см. рис. 3.3, я, кривая 7), а виды, способные выдерживать значительные изменения фактора, — эврибионтными (кривая 2).

действие лимитирующих факторов


Рис. 3.2. Закономерность распределения насекомых в термоградиенторе. Действие лимитирующих факторов.

Большинство обитателей моря приспособлены к высокой солености воды, и снижение концентрации солей в воде для них губительно.

Реакция особей на действие факторов среды ( лимитирующих )

Рис. 3.3. Реакция особей видов 7 и 2 на действие одного фактора: а — значения оптимумов жизнедеятельности равны; б — несовпадение оптиму-мов; в — оптимум сдвинут к границе выносливости.

губительно. Для жителей пресных водоемов также характерны узкие пределы выносливости, но уже к низкому содержанию солей в воде. Существует и третья группа организмов, которые способны выносить очень большие изменения солености воды и зачастую могут жить как в пресноводных, так и в морских водоемах, например трехиглая колюшка {Gasterosteus aculeatus), рачок Artemia salina и др.
В экологической литературе часто используют термины, отражающие не только степень выносливости вида к изменяющимся значениям фактора, но и природу данного фактора. Так, по отношению к солености различают стено- и эвригалинные виды, к температуре — стено- и эвритермные виды, к влажности — стено- и эвригигрические, по отношению к местообитанию — стено- и эв-риойкные и т.д.
Теперь рассмотрим случай несовпадения оптимумов жизнедеятельности у особей двух различных видов. Для этого варианта графическое сравнение дают две отдельные кривые (рис. 3.3, б). Процессы жизнедеятельности у особей вида 7 протекают с оптимальной скоростью при меньших значениях фактора, чем у особей вида 2. Если в качестве фактора рассматривается температура, то вид 7 будет называться холодостенотермным, а вид 2 — теплосте-нотермным. Далее, не всегда оптимумы приходятся на средние значения диапазона фактора: напротив, в природе обычны случаи, когда оптимум сдвинут к правой или левой границе пределов выносливости (рис. 3.3, в). Подобное обстоятельство важно учитывать на практике.
Как правило, термооптимум теплолюбивых видов-гидробионтов сдвинут к верхней границе выносливости (рис. 3.3, в, кривая 2). Повышение температуры воды на несколько градусов в водоемах-охладителях атомных электростанций окажется для таких видов губительным. В то же время столь незначительное повышение температуры воды не окажет заметного влияния на жизнедеятельность особей холодовыносливых видов, у которых, как правило, зона оптимума сдвинута к левой границе выносливости (рис. 3.3, в, кривая 7).
Становление в эволюции толерантности в узких пределах можно рассматривать как форму специализации, при которой большая эффективность достигается в ущерб адаптивности, и в сообществе увеличивается разнообразие.

загрузка...

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.