Какие экологические условия необходимы для существования организма. Экология особей. Среда и условия существования организмов. По среде возникновения

Среда обитания – часть природы (совокупность конкретных абиотических и биотических условий), непосредственно окружающая живые организмыСреда обитания –
часть природы (совокупность конкретных
абиотических и биотических условий),
непосредственно окружающая живые организмы
и оказывающая прямое или косвенное влияние на
их состояние, рост, развитие, размножение,
выживаемость и т. п.

На нашей планете организмы освоили четыре
основные среды обитания: водную, наземную
(воздушную), почвенную и тело другого организма,
используемое паразитами и полу паразитами.
От понятия «среда обитания» следует отличать понятие
«условия существования» совокупность жизненно
необходимых факторов среды, без которых живые организмы не могут
существовать (свет, тепло, влага, воздух, почва).

Экологические факторы - элементы окружающей среды, которые вызывают у живых организмов и их сообществ приспособительные реакции (адаптаци

Экологические факторы - элементы окружающей
среды, которые вызывают у живых организмов и их
сообществ приспособительные реакции (адаптации)
По происхождению и характеру действия экологические факторы подразделяются на абиотические
(элементы неорганической, или неживой, природы), биотические (формы воздействия живых существ друг
на друга) и антропогенные (все формы деятельности человека, оказывающие влияние на живую природу).
Абиотические факторы делят на физические, или климатические (свет, температура воздуха и воды, влажность
воздуха и почвы, ветер), эдафические, или почвенно-грунтовые (механический состав почв, их химические и
физические свойства), топографические, или орографические (особенности рельефа местности),
химические(соленость воды, газовый состав воды и воздуха, рН почвы и воды и др.).
Биотические факторы разнообразные формы влияния одних организмов на жизнедеятельность других. При
этом одни организмы могут служить пищей для других (например, растения для животных, жертва для хищника), быть
средой обитания (например, хозяин для паразита), способствовать размножению и расселению (например, птицы и
насекомые-опылители для цветковых растений), оказывать механические, химические и другие воздействия.
Антропогенные (антропические) факторы это все формы деятельности человеческого общества,
изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение
антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова
Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.

Несмотря на такое разнообразие, действие экологических факторов на организм в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих зак

Несмотря на такое разнообразие, действие экологических
факторов на организм в ответных реакциях живых
существ можно выявить ряд общих закономерностей:
а) экологическая пластичность (или экологическая валентность) - свойство
организмов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды;
б) закон ограничивающего фактора или закон минимума. Если все условия
оказываются благоприятными, за исключением одного, которое приобретает
решающее значение для жизни (недостаток или избыточность), он называется
законом ограничивающего фактора;
в) закон толерантности - диапазон выносливости действия экологических факторов;
г) законы оптимума (благоприятные воздействия выживаемости) минимума и
максимума – переносимые значения фактора – это критические точки,
ограничивающие степень выносимости для выживания.

Оптимум – интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятного для организма. Пессимум – условия, при которых организм испытыв

Оптимум –
интенсивность
экологического
фактора, наиболее
благоприятного для
организма.
Пессимум –
условия, при
которых организм
испытывает
угнетение.

Факторы водной среды.

К факторам водной среды
относятся
физико-химические свойства
воды, которые накладывают
глубокий отпечаток на
строение и
жизнедеятельность
населяющих ее организмов.

10. Факторы рельефа (орографические факторы).

По форме рельефа различают:
макрорельефы (горы, низменности, долины),
мезорельефы (холмы, овраги),
микрорельефы (мелкие углубления, выбросы земли роющих
животных).

11. Виды воздействия экологических факторов на организмы.

Виды воздействия экологических
факторов на организмы.
Экологические факторы оказывают на живые организмы воздействия разного рода.
Они могут являться:
раздражителями, которые способствуют появлению приспособительных
(адаптивных) физиологических и биохимических изменений (зимняя спячка,
фотопериодизм);
ограничителями, изменяющими географическое распространение организмов из-за
невозможности существования в данных условиях;
модификаторами, которые вызывают морфологические и анатомические изменения
организмов;
сигналами, свидетельствующими об изменениях других факторов среды.

12.

Элементы среды, воздействующие на живой организм, называются экологическими факторами.
Жизнь любого организма зависит от определённого состояния окружающих его веществ и процессов.
Эти условия подразделяются на:
1. Абиотические экологические факторы, которые делятся на:
климатические; почвенно-грунтовые.
К климатическим относятся: поступающая от Солнца энергия и периодическая по времени суток и года - смена
освещённости (фотопериодизм). Видимый спектр солнечных лучей нас освещает, инфракрасный - согревает, а
ультрафиолетовый - кормит, участвуя в фотосинтезе и в небольших дозах - оздоравливает.
2. Влажность атмосферного воздуха и количество осадков.
3. Газовый состав атмосферы, в норме состоящей из смеси азота 78,09%, кислорода 20,05%, углекислого газа
0,03% и других газов, включая озон в верхних слоях. Азот участвует в создании белков, образующих массу тела
живых организмов, в которые он попадает в результате деятельности микроорганизмов, способных его
устраивать из воздуха и передавать почве и растениям. Кислород входит в состав белков, жиров и углеродов,
обеспечивая окисление питательных веществ в клетках, что является источником энергии живых организмов.
Углекислый газ, участвуя в фотосинтезе растений, является регулятором солнечного и ответного земного
излучения тепловых лучей. Озон является "зонтиком", задерживающим ультрафиолетовые лучи с длинной
волны менее 0,3м/км смертельные для жизни.

13.

4. Температура
5. Ветер и атмосферное давление
К почвенно-грунтовым относятся:
Почвы различной плодородности, формирующиеся в результате взаимодействия климата,
растений, животных и микроорганизмов. Почва - среда обитания множества микроорганизмов и
корней растений. Она имеет свои экологические особенности.
В почве первостепенное значение имеют:
" структура; " химический состав; " влажность. Но свет или резкие колебания температуры
практически роли не играют, кроме верхних слоёв. Обитателей почвенной среды называют
эдафобионтами или геобионтами. Вода, различная по степени прозрачности, кислотности и
наличия растворенных газов, особенно кислорода.
Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на
других. Воздействие происходит как внутри видов через половозрастные отношения,
совместную охоту и защиту от врагов, или борьбу за пищу и территорию, так и между видами.

14. Совместное действие экологических факторов

Экологические факторы действуют не по одиночке, а целым комплексом.
Действие одного фактора не заменяется действиями другого. «Эффект
замещения» проявляется в сходстве результатов.
По воздействию факторы подразделяются: ведущие и фоновые.
Синергизм – совместное действие экологических факторов Правило
взаимодействия экологических факторов: Одни факторы могут усиливать или
смягчать силу действия других факторов.
Лимитирующие факторы. Фактор, уровень которого в качественном или
количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к
пределам выносливости данного организма.

Очевидно, что есть ощутимая связь между здоровьем человека и природными условиями. На состояние здоровья и самочувствие человека влияет качество воды, почвы, воздуха и основные климатические условия. Ведь от чего зависит трудоспособность человека и нормальная продолжительность жизни?

От воздуха, которым он дышит, он еды, которой питается и от среды, в которой живет. По этой причине вопрос экологии так важен в современном мире. Природные факторы, как морская и минеральная вода, солнце, лесной и горской воздух, целебные грязи существенно способствуют оздоровлению человека.

Благоприятные условия для существования человека

Значительная часть России является благоприятной зоной для здоровой жизни людей. Это относится к таким условиям, как достаточно теплое, солнечное лето, умеренная холодная зима и достаточное количество осадков.

Территорией с благоприятными условиями для жизни является средняя и юная часть европейской территории, юг Северного Кавказа и Западной Сибири. Еще издавна эти регионы имеют высокую плотность населения, так как климат этих территорий очень хорошо влияет на здоровье людей.

Экстремальные условия

Но есть территории, которые характеризуются малоблагоприятными условиями для жизни людей. Что собой представляют экстремальные условия? Это те условия природы, которые воздействует на организм человека плохо. к ним относят низкие температуры зимы и высокие температуры лета, повышенную влажность и сильные ветры.

Это территории тундры, пустыни, дальневосточная муссонная зона и области резко континентального климата в Сибири. Например, регион Восточной Сибири является самым холодным районом Северного полушария, и здесь зафиксированы самые большие годовые амплитуды температур.

Зимой здесь может быть-50 ... -60 °С, а летом наоборот - очень высокая температура до +30 °С. Такой контраст не может не влиять на здоровье. Такая температура проблематична не только для жизни людей, но и для орудий труда и различных материалов, которые должны быть морозоустойчивыми.

Поэтому освоение территорий с экстремальными условиями жизни является довольно сложным процессом. который требует значительных материальных затрат и новых достижений в науке и технике.

Существуют стихийные природные явления, которые неблагоприятно влияют на жизни и здоровье человека. Это обусловлено тем, что зачастую стихийные природные явления - это непредвиденные и разрушительные нарушения нормального хода природных процессов.

Последствия этих явлений не способствуют дальнейшему развитию человека и порой крайне негативно влияют на здоровье человека на протяжении долгого времени.

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

Приспособления организмов к среде носят название адаптаций. Способность к адаптациям-одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающая самую возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях -от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.[ ...]

Свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, течения, долгота дня и т. д.[ ...]

Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.[ ...]

Абиотические факторы - это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.[ ...]

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. В отдельных случаях антропогенные факторы выделяют в самостоятельную группу факторов наряду с абиотическими и биотическими, подчеркивая тем самым чрезвычайное действие антропогенного фактора. Соглашаясь с этим, все же более правильно классифицировать его как часть факторов биотического влияния, так как понятие «биотические факторы» охватывает действия всего органического мира, к которому принадлежит и человек.[ ...]

Влияние факторов среды определяется прежде всего их воздействием на обмен веществ организмов. Отсюда все экологические факторы по их действию можно подразделить на прямодействующие и косвеннодействующие. Те и другие могут оказывать существенные воздействия на жизнь отдельных организмов и на все сообщество. Экологические факторы могут выступать то в виде прямодействующего, то в виде косвенного. Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями, например, силой и диапазоном действия.[ ...]

Для разных видов растений и животных условия, в которых они особенно хорошо себя чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения предпочитают очень влажную почву, другие - относительно сухую. Одни требуют сильной жары, другие лучше переносят более холодную среду и т. д.

Различают такие понятия, как среда и условия существования организмов.
Среда - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие. Например, заяц-беляк (Lepus timidus) в лесу вступает в определенные взаимоотношения с пищей, водой, химическими соединениями, кислородом, без которых он обойтись не может, в то время как ствол дерева, пень, кочка, валун на его жизнь не оказывают существенного влияния. Заяц вступает с ними во временные связи (укрытие от врага, непогоды), но не обязательные связи.
Условия жизни, или условия существования, - это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.
Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях - от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.
Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами (табл. 3.1).
Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.
Абиотические факторы - это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.
Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. В отдельных случаях антропогенные факторы выделяют в самостоятельную группу факторов наряду с абиотическими и биотическими, подчеркивая тем самым чрезвычайное действие антропогенного фактора. Соглашаясь с вышеуказанным, мы все же считаем более правильным классифицировать его как часть факторов биотического влияния, так как понятие «биотические факторы» охватывает действия всего органического мира, к которому принадлежит и человек.
Таблица 3.1
Различные подходы к классификации экологических факторов

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
АБИОТИЧЕСКИЕ		БИОТИЧЕСКИЕ
Свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, течения, долгота дня и т. д. Механический состав почвы, ее проницаемость, влагоемкость Содержание в почве или воде элементов питания, газовый состав, соленость воды		Влияние растений на других членов биоценоза Влияние животных на других членов биоценоза Антропогенные факторы, возникающие в результате деятельности человека
ПО ВРЕМЕНИ	ПО ПЕРИОДИЧНОСТИ			ПО ОЧЕРЕДНОСТИ
Эволюционный Исторический	Периодический Непериодический			Первичный Вторичный
ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ			ПО СРЕДЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Космический Абиотический (абиогенный) Биогенный Биотический Биологический Природно-антропогенный Антропогенный (в том числе техногенный, загрязнение среды, в том числе беспокойстве			Атмосферный Водный (влажности) Геоморфологический Эдафический Физиологический Генетический Популяционный Биоценотический Экосистемный Биосферный

Совокупность факторов одного рода составляет верхний уровень понятий. Нижний уровень понятий связан с познанием отдельных экологических факторов.
Влияние факторов среды определяется прежде всего их воздействием на обмен веЩеств организмов. Отсюда все экологические факторы по их действию можно подразделить на прямодействующие и косвеннодействующие. Те и другие могут оказывать существенные воздействия на жизнь отдельных организмов и на все сообщество. Экологические факторы могут выступать то в виде прямодействующего, то в виде косвенного. Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями, например силой и диапазоном действия.
Для разных видов растений и животных условия, в которых они особенно хорошо себя чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения предпочитают очень влажную почву, другие - относительно сухую. Одни требуют сильной жары, другие лучше переносят более холодную среду и т. д.
Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, 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. В большинстве случаев это некий диапазон температур, составляющий несколько градусов, поэтому лучше здесь говорить о зоне оптимума. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости (выносливости) или толерантности. Точки, ограничивающие его, т. е. максимальная и минимальная, пригодные для жизни температуры, - это пределы устойчивости. Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т. е. речь идет о стрессовых зонах или зонах угнетения в рамках диапазона устойчивости (рис. 3.1). По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале не только усиливается стресс, а в конечном итоге по достижении пределов устойчивости организма происходит его гибель. alt="" />
Рис. 3.1. Зависимость действия экологического фактора
от его интенсивности

Подобные эксперименты можно провести и для проверки влияния других факторов. Результаты графически будут соответствовать кривой подобного же типа.
Повторяемость наблюдаемых тенденций дает возможность сделать заключение, что здесь речь идет о фундаментальном биологическом принципе. Для каждого вида растений (животных) существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости или выносливости в отношении каждого средового фактора.
При значении фактора, близком к пределам выносливости или толерантности, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно длительное существование и рост особей. Еще в более узком диапазоне происходит размножение, и вид может существовать неограниченно долго. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют оптимальными, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т. е. оставляют наибольшее число потомков. На практике выявить такие условия сложно, и обычно определяют оптимум для отдельных показателей жизнедеятельности - скорости роста, выживаемости и т. п.
Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием «экологическая пластичность» (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность.
Виды, способные существовать при небольших отклонениях от фактора, от оптимальной величины, называются узкоспециализированными, а выдерживающие значительные изменения фактора - широкоприспособленными. К узкоспециализированным видам относятся, например, организмы пресных вод, нормальная жизнь которых сохраняется при низком содержании солей в среде. Для большинства обитателей морей, наоборот, нормальная жизнедеятельность сохраняется при высокой концентрации солей в окружающей среде. Отсюда пресноводные и морские виды обладают невысокой экологической пластичностью по отношению к солености. В то же время, 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 (eyros - широкий): маловыносливые - стенобионтными (stenos - узкий). Эврибионтность и стенобионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Виды, длительное время развивающиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, тогда как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Экологическая пластичность видов (по Ю. Одуму, 1975)
Отношение организмов к колебаниям того или иного определенного фактора выражается прибавлением приставки «эври-» или «стено-» к названию фактора. Например, по отношению к температуре различают эври- и стенотермные организмы, к концентрации солей - эвристеногалинные, к свету - эври- и стенофотные и др. По отношению ко всем факторам среды эврибионтные организмы встречаются редко. Чаще всего эври- или стенобионтность проявляется по отношению к одному фактору. Так, пресноводные и морские рыбы будут стеногалинными, тогда как ранее названная трехиглая колюшка - типичный эвригалинный представитель. Растение, являясь эвритермным, одновременно может относиться к стеногигробионтам, т. е. быть менее стойким относительно колебаний влажности.
Эврибионтность, как правило, способствует широкому распространению видов. Многие простейшие, грибы (типичные эврибионты) являются космополитами и распространены повсеместно. Стенобионтность обычно ограничивает ареалы. В то же время, нередко благодаря высокой специализированности, сте-нобионтам принадлежат обширные территории. Например, рыбоядная птица скопа (Pandion haliaetus) - типичный стенофаг, а по отношению же к другим факторам является эврибионтом, обладает способностью в поисках пищи передвигаться на большие расстояния и занимает значительный ареал.
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 обусловливает и избирательное отношение организмов к заселению той или иной территории.
Различные виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и т. д. Поэтому на разных почвах, в разных климатических поясах произрастают различные растения. С другой стороны, в растительных ассоциациях формируются разные условия для животных. Приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные экосистемы, объединяющиеся в биосферу Земли. Следовательно, к каждому из факторов среды особи и формирующиеся из них популяции приспосабливаются относительно независимым путем. Экологическая валентность их по отношению к разным факторам оказывается неодинаковой. Каждый вид обладает специфическим экологическим спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды.

3.1. среда и условия существования организмов

Различают такие понятия, как среда и условия существования организмов.

Среда - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие. Например, заяц-беляк (Lepus timidus) в лесу вступает в определенные взаимоотношения с пищей, водой, химическими соединениями, кислородом, без которых он обойтись не может, в то время как ствол дерева, пень, кочка, валун на его жизнь не оказывают существенного влияния. Заяц вступает с ними во временные связи (укрытие от врага, непогоды), но не обязательные связи.

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

Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях - от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами (табл. 3.1).

Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.

Абиотические факторы - это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. В отдельных случаях антропогенные факторы выделяют в самостоятельную группу факторов наряду с абиотическими и биотическими, подчеркивая тем самым чрезвычайное действие антропогенного фактора. Соглашаясь с вышеуказанным, мы все же считаем более правильным классифицировать его как часть факторов биотического влияния, так как понятие «биотические факторы» охватывает действия всего органического мира, к которому принадлежит и человек.

Таблица 3.1

Различные подходы к классификации экологических факторов

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
АБИОТИЧЕСКИЕ		БИОТИЧЕСКИЕ
Свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, течения, долгота дня и т. д. Механический состав почвы, ее проницаемость, влагоемкость		Влияние растений на других членов биоценоза Влияние животных на других членов биоценоза Антропогенные факторы, возникающие в результате деятельности человека
ПО ВРЕМЕНИ	ПО ПЕРИОДИЧНОСТИ			ПО ОЧЕРЕДНОСТИ
Эволюционный Исторический	Периодический Непериодический			Первичный Вторичный
ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ			ПО СРЕДЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Космический Абиотический (абиогенный) Биогенный Биотический Биологический Природно-антропогенный Антропогенный (в том числе техногенный, загрязнение среды, в том числе беспокойстве			Атмосферный Водный (влажности) Геоморфологический Эдафический Физиологический Генетический Популяционный Биоценотический Экосистемный Биосферный

Совокупность факторов одного рода составляет верхний уровень понятий. Нижний уровень понятий связан с познанием отдельных экологических факторов.

Влияние факторов среды определяется прежде всего их воздействием на обмен веЩеств организмов. Отсюда все экологические факторы по их действию можно подразделить на прямодействующие и косвеннодействующие. Те и другие могут оказывать существенные воздействия на жизнь отдельных организмов и на все сообщество. Экологические факторы могут выступать то в виде прямодействующего, то в виде косвенного. Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями, например силой и диапазоном действия.

Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, 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. В большинстве случаев это некий диапазон температур, составляющий несколько градусов, поэтому лучше здесь говорить о зоне оптимума. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости (выносливости) или толерантности. Точки, ограничивающие его, т. е. максимальная и минимальная, пригодные для жизни температуры, - это пределы устойчивости. Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т. е. речь идет о стрессовых зонах или зонах угнетения в рамках диапазона устойчивости (рис. 3.1). По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале не только усиливается стресс, а в конечном итоге по достижении пределов устойчивости организма происходит его гибель.

Рис. 3.1. Зависимость действия экологического фактора

от его интенсивности

Подобные эксперименты можно провести и для проверки влияния других факторов. Результаты графически будут соответствовать кривой подобного же типа.

Повторяемость наблюдаемых тенденций дает возможность сделать заключение, что здесь речь идет о фундаментальном биологическом принципе. Для каждого вида растений (животных) существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости или выносливости в отношении каждого средового фактора.

При значении фактора, близком к пределам выносливости или толерантности, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно длительное существование и рост особей. Еще в более узком диапазоне происходит размножение, и вид может существовать неограниченно долго. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют оптимальными, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т. е. оставляют наибольшее число потомков. На практике выявить такие условия сложно, и обычно определяют оптимум для отдельных показателей жизнедеятельности - скорости роста, выживаемости и т. п.

Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием «экологическая пластичность» (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность.

Виды, способные существовать при небольших отклонениях от фактора, от оптимальной величины, называются узкоспециализированными, а выдерживающие значительные изменения фактора - широкоприспособленными. К узкоспециализированным видам относятся, например, организмы пресных вод, нормальная жизнь которых сохраняется при низком содержании солей в среде. Для большинства обитателей морей, наоборот, нормальная жизнедеятельность сохраняется при высокой концентрации солей в окружающей среде. Отсюда пресноводные и морские виды обладают невысокой экологической пластичностью по отношению к солености. В то же время, 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 (eyros - широкий): маловыносливые - стенобионтными (stenos - узкий). Эврибионтность и стенобионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Виды, длительное время развивающиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, тогда как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Экологическая пластичность видов (по Ю. Одуму, 1975)

Отношение организмов к колебаниям того или иного определенного фактора выражается прибавлением приставки «эври-» или «стено-» к названию фактора. Например, по отношению к температуре различают эврии стенотермные организмы, к концентрации солей - эвристеногалинные, к свету - эврии стенофотные и др. По отношению ко всем факторам среды эврибионтные организмы встречаются редко. Чаще всего эвриили стенобионтность проявляется по отношению к одному фактору. Так, пресноводные и морские рыбы будут стеногалинными, тогда как ранее названная трехиглая колюшка - типичный эвригалинный представитель. Растение, являясь эвритермным, одновременно может относиться к стеногигробионтам, т. е. быть менее стойким относительно колебаний влажности.

Эврибионтность, как правило, способствует широкому распространению видов. Многие простейшие, грибы (типичные эврибионты) являются космополитами и распространены повсеместно. Стенобионтность обычно ограничивает ареалы. В то же время, нередко благодаря высокой специализированности, сте-нобионтам принадлежат обширные территории. Например, рыбоядная птица скопа (Pandion haliaetus) - типичный стенофаг, а по отношению же к другим факторам является эврибионтом, обладает способностью в поисках пищи передвигаться на большие расстояния и занимает значительный ареал.

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 обусловливает и избирательное отношение организмов к заселению той или иной территории.

Различные виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и т. д. Поэтому на разных почвах, в разных климатических поясах произрастают различные растения. С другой стороны, в растительных ассоциациях формируются разные условия для животных. Приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные экосистемы, объединяющиеся в биосферу Земли. Следовательно, к каждому из факторов среды особи и формирующиеся из них популяции приспосабливаются относительно независимым путем. Экологическая валентность их по отношению к разным факторам оказывается неодинаковой. Каждый вид обладает специфическим экологическим спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды.