Основные закономерности воздействия экологических факторов природной среды на живые организмы.

Среда –это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

Условия жизни - это совокупность необходимых для организма элементов среды обитания, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.

Экологические факторы - отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы.

Экологических факторы:

1) Абиотические факторы – это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организмы: свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, течения, долгота дня; механический состав почвы, ее проницаемость, влагоемкость; cодержание в почве или воде элементов питания, газовый состав, соленость воды и др.

2) Биотические факторы – это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие: влияние растений на других членов биоценоза, влияние животных на других членов биоценоза, антропогенные факторы (все формы деятельности человеческого общества).

Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимум, а дающая наихудший эффект – пессимумом, т.е. условия, при которых жизнедеятельность организма максимально угнетается, но он еще может существовать. Так, при выращивании растений при различных температурах точка, при которой наблюдается максимальный рост, и будет оптимумом. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном выносливости или толерантности. Точки, ограничивающие его, - это пределы выносливости. Между зоной оптимума и пределами выносливости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т.е. речь идет о стрессовых зонах, или зонах угнетения.

Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием «экологическая пластичность» вида.

Виды, способные существовать лишь при небольших отклонениях от оптимальной величины фактора, называются узкоспециализированными (например, пресноводные и морские виды обладают невысокой экологической пластичностью по отношению к солености.), а выдерживающие значительные изменения фактора – широкоприспособленными (например, трехиглой колюшке свойственна высокая экологическая пластичность, так как она может жить как в пресных, так и в соленых водах).

Экологически выносливые виды называют эврибионтными, маловыносливые – стенобионтными.

Все факторы среды взаимосвязаны, и среди них нет абсолютно безразличных для любого организма. Популяция и вид в целом реагируют на эти факторы, воспринимая их по – разному. Такая избирательность обуславливает и избирательное отношение организмов к заселению к той или иной территории.

Экологические факторы обычно действуют не поодиночке, а целым комплексом. Действие одного какого – либо фактора зависит от уровня других. Действие одного фактора не заменяется действием другого. Однако при комплексном воздействии среды часто имеет место «эффект замещения», который проявляется в сходстве результатов воздействия разных факторов. Так, свет не может быть заменен избытком тепла или обилием углекислого газа, но, действуя изменениями температуры, можно приостановить фотосинтез у растений или активность у животных и тем самым создать эффект диапаузы, как при коротком дне, а удлинив активный период, создать эффект длинного дня.

Факторы можно подразделить на ведущие (главные) и фоновые (сопутствующие, второстепенные). В роли ведущего фактора могут выступать то одни, то другие элементы среды. Например, в жизни злаков, в период прорастания ведущим фактором является температура, в период колошения и цветения –почвенная влага, в период созревания – количество питательных веществ и влажность воздуха. Роль ведущего фактора в разное время года может меняться. Так, в пробуждении активности у птиц (синицы, воробьи) в конце зимы ведущих факторов является свет и, в частичности, длина светового дня, летом же его действие становится равнозначным температурному фактору.

Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма, называется лимитирующим.

Понятие о лимитирующих факторах было введено в 1840 г. химиком Ю. Либихом. Изучая влияние на рост растений содержания различных химических элементов в почве, он сформулировал принцип: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени». Этот принцип известен под названием: закона минимума Либиха. В качестве наглядной иллюстрации часто изображают бочку, у которой образующие боковую поверхность доски имеют разную высоту. Длина самой короткой доски определяет уровень воды. Длина этой доски – лимитирующий фактор. Длина других досок уже не имеет значения.

Лимитирующим фактором может и избыток таких факторов, как, например, тепло, свет и вода. Представление о лимитирующем влиянии максимума ввел В. Шелфорд (1913), сформулировавший «закон толерантности»: «Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости организмов к главному фактору». После 1910г. были проведены исследования, благодаря которым стали известны пределы существования для многих растений и животных. Таким примером является влияние загрязняющего атмосферный воздух вещества на организм человека.

В санитарной охране окружающей среды важны не нижние пределы устойчивости к вредным веществам, а верхние пределы, так как загрязнение окружающей среды – это и есть превышение устойчивости организма.