Экологические факторы
Это компоненты живой и неживой природы, влияющие на организм, популяцию или сообщество. По степени выносливости выделяют две группы организмов:
эврибионты (выдерживают широкий диапазон изменения силы фактора) и стенобионты. Причем организм, эврибионтный по одному фактору, может быть стенобионтным по другому.
Выделяют 3 группы факторов.
- Абиотические— факторы неживой природы. К ним относятся свет, температура, количество осадков, соленость воды, скорость течения и т. д.
- Температура. Она действует везде и постоянно, влияя на скорость многих физических процессов и химических реакций, в том числе на те, которые проходят в живых организмах. Любой организм способен существовать лишь в определенном диапазоне температуры, все, что выше или ниже, приводит
к летальному исходу. Есть эвритермные (обитатели лесов умеренного пояса) и стенотермные виды (обитатели тропических лесов). Все организмы по отношению к этому фактору делятся на две большие группы: пойкилотермные и гомойотермные. Пойкилотермные организмы не могут поддерживать постоянную температуру тела: у них она зависит от температуры окружающей среды. К ним относится большинство организмов нашей планеты. К гомойотермным организмам относятся только две группы животных — птицы и млекопитающие. Они поддерживают определенную постоянную температуру тела вне зависимости от внешних температур. - Влажность. Все живые организмы нуждаются в воде. У большинства животных развились приспособления, позволяющие экономить воду: специальные покровы, уменьшающие испарение; небольшие отверстия дыхательной системы и т. п. Наземные животные активно ищут микроклиматические условия с подходящей им влажностью или сами создают себе такие условия (мокрицы). Среди растений выделяют следующие экологические группы:
- гидатофиты — это растения, полностью или почти полностью погруженные в воду (кувшинка, элодея, многие водоросли);
- гидрофиты обитают на мелководье или по берегам водоемов (рогоз, тростник, ирис);
- гигрофиты живут в условиях постоянно высокой влажности — в сырых лесах, на заболоченных участках (рис, бегония, традесканция);
- мезофиты предпочитают жить при средних значениях увлажнения (к ним относится большинство деревьев и кустарников лесов умеренного пояса);
- ксерофиты — растения, занимающие территории с условиями недостаточного увлажнения. Среди них выделяют суккуленты и склерофиты. Суккуленты имеют хорошо развитую водоносную ткань (кактусы, молочаи,
агавы). Склерофиты, наоборот, не имеют тканей с запасом воды, но характеризуются жесткими узкими листьями и хорошо развитой склеренхимой (полынь, ковыль, саксаул). - Свет. Наиболее сильно этот фактор действует на растения и другие фото-
автотрофные организмы, т. к. они используют энергию Солнца для своих процессов. Выделяют три группы растений: - светолюбивые (им требуется высокий уровень солнечного освещения,
в тени такие растения растут гораздо хуже; например, это земляника,
василек, подсолнечник); - теневыносливые (они могут переносить затенение, но хорошо растут и на свету, к ним относятся многие лесные кустарники и травы);
- тенелюбивые (занимают нижние ярусы в лесу или обитают глубоко в воде; это мхи, плауны, различные водоросли).
Среди гетеротрофов есть организмы, для которых свет губителен (бактерии); но для большинства гетеротрофов свет необходим, т. к. они используют его для ориентировки в пространстве, охоты и т. п.
- Биотические— факторы живой природы. Это все типы взаимоотношений
организмов друг с другом: хищничество, паразитизм, конкуренция, симбиоз и т. п. Более подробно они рассмотрены в разд. «Сообщества» далее в этой главе. - Антропогенные— влияние человека. В последнее время наблюдается все возрастающее влияние деятельности человека, оказывающего прямое и непрямое воздействие на живую природу (вырубка лесов, пожары, строительство гидротехнических сооружений и т. д.).
Действие экологических факторов
Закон оптимума: любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живой организм. Этот закон отражает то, как переносят живые организмы разную силу действия экологических факторов. Его график — симметричная кривая (рис. 4.44).
Рис. 4.44. Закон оптимума
Зона оптимума — это условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности особей данного вида. В зоне угнетения условия позволяют выживать особям, но меньше подходят для нормальной жизнедеятельности. Верхние и нижние границы выносливости (критические точки) — это такие значения фактора, которые особи этого вида не выдерживают; за их значениями наступает смерть. Условия, близкие к этим точкам, называют экстремальными. Расстояние между верхними и нижними границами выносливости называют толерантностью вида или диапазоном его
устойчивости. Необходимо добавить, что оптимум для взрослых форм, личинок и яиц одного и того же вида может довольно сильно отличаться.
Организмы, способные выдерживать существенные колебания фактора, называют эврибионтными (например, волки в тайге переносят колебания температуры
от –40…–35 °C зимой до +30…+35 °C летом). Если же для нормальной жизнедеятельности организма необходимы довольно узкие значения того или иного фактора, то его относят к стенобионтам (в качестве примера можно привести форель, обитающую в температурном диапазоне +4…+6 °C). При этом один и тот же вид может быть стенобионтом по отношению к одному фактору и эврибионтом — по отношению к другому.
Закон ограничивающего фактора (закон Либиха): наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимального значения для данного организма. Именно от него зависит выживание особей в данный конкретный момент времени. Необходимо отметить, что этот закон не действует в случае взаимозаменяемых
ресурсов: увеличение количества одного может компенсировать нехватку другого.
Рис. 4.45. Бочка Либиха |
Классической иллюстрацией этого закона является так называемая «бочка Либиха» — бочка
с разной высотой планок. Как видно из рис. 4.45, налить воду выше самой нижней планки невозможно — она будет выливаться, хотя остальные планки имеют большую длину. По такому же принципу действует и закон ограничивающего фактора.
Пример: в почве содержатся все элементы минерального питания, необходимые растениям, кроме фосфора. Рост растений и урожай будут зависеть именно от фосфора. Если мы будем вносить в почву любые вещества, кроме фосфора, никакого эффекта мы не добьемся. Таким образом, это правило имеет очень важное практическое значение для сельского хозяйства.