Vides faktori ir dinamiski, mainīgi laikā un telpā. Silto sezonu regulāri nomaina aukstums, dienas laikā vērojamas temperatūras un mitruma svārstības, diena seko nakts utt. Tās visas ir dabiskas (dabiskas) vides faktoru izmaiņas. Tāpat, kā minēts iepriekš, cilvēks tajos var iejaukties, mainot vai nu vides faktoru režīmus (absolūtās vērtības vai dinamiku), vai to sastāvu (piemēram, izstrādājot, ražojot un lietojot augu aizsardzības līdzekļus, minerālmēslus u.c.). , kas iepriekš dabā nepastāvēja).

Neskatoties uz vides faktoru daudzveidību, to izcelsmes atšķirīgo raksturu, mainīgumu laikā un telpā, ir iespējams noteikt vispārīgus to ietekmes modeļus uz dzīviem organismiem.

Optimāla jēdziens. Lībiga minimuma likums

Katrs organisms, katra ekosistēma attīstās noteiktas faktoru kombinācijas ietekmē: mitrums, gaisma, siltums, barības vielu pieejamība un sastāvs. Visi faktori iedarbojas uz ķermeni vienlaicīgi. Ķermeņa reakcija ir atkarīga ne tik daudz no paša faktora, bet gan no tā daudzuma (devas). Katram organismam, populācijai, ekosistēmai ir virkne vides apstākļu - stabilitātes diapazons, kurā notiek objektu dzīvība ( 2. att.).

2. att.

Evolūcijas procesā organismi ir izveidojuši noteiktas prasības vides apstākļiem. Faktoru devas, pie kurām organisms sasniedz labākā attīstība un maksimālā produktivitāte, atbilst optimālajiem apstākļiem. Mainot šo devu samazināšanās vai palielināšanas virzienā, organisms tiek inhibēts, un jo spēcīgāka ir faktoru vērtību novirze no optimālā, jo lielāka ir dzīvotspējas samazināšanās līdz pat tā nāvei. Apstākļi, kādos dzīvībai svarīgā darbība ir maksimāli nomākta, bet organisms joprojām pastāv, sauc par pesimāliem. Piemēram, dienvidos ierobežojošais faktors ir mitruma pieejamība. Tādējādi Dienvidprimorijā optimālie meža augšanas apstākļi ir raksturīgi kalnu ziemeļu nogāzēm to vidusdaļā, bet pesimālie apstākļi ir raksturīgi sausām dienvidu nogāzēm ar izliektu virsmu.

To, ka jebkuras augam nepieciešamās vielas devas (vai neesamības) ierobežošana, kas saistīta gan ar makro, gan mikroelementiem, noved pie viena rezultāta - augšanas un attīstības palēnināšanās, atklāja un pētīja vācu ķīmiķis Eustaks fon. Liebig. Viņa 1840. gadā formulētais noteikums tiek saukts par Lībiga minimuma likumu: vislielāko ietekmi uz augu izturību atstāj tie faktori, kas konkrētajā biotopā ir minimāli.2 Tajā pašā laikā J. Lībigs, veicot eksperimentus. ar minerālmēsli, uzzīmēja mucu ar caurumiem, parādot, ka mucas apakšējā atvere nosaka šķidruma līmeni tajā.

Minimuma likums ir spēkā gan augiem, gan dzīvniekiem, tostarp cilvēkiem, kuri noteiktas situācijas ir jāizmanto minerālūdens vai vitamīnus, lai kompensētu jebkādu elementu trūkumu organismā.

Faktoru, kura līmenis ir tuvu konkrēta organisma izturības robežām, sauc par ierobežojošu (ierobežojošu). Un tieši šim faktoram ķermenis vispirms pielāgojas (izveido adaptācijas). Piemēram, normāla sika briežu izdzīvošana Primorē notiek tikai ozolu mežos dienvidu nogāzēs, jo. šeit sniega biezums ir niecīgs un nodrošina briežiem pietiekamu barības bāzi ziemas periods. Briežu ierobežojošais faktors ir dziļš sniegs.

Pēc tam Lībiga likumā tika veikti precizējumi. Būtisks grozījums un papildinājums ir faktora neviennozīmīgas (selektīvās) ietekmes uz dažādām ķermeņa funkcijām likums: jebkurš vides faktors organisma funkcijas ietekmē atšķirīgi, optimālais dažiem procesiem, piemēram, elpošanai, nav optimālais. citiem, piemēram, gremošanu, un otrādi.

1930. gadā E. Ryubel iedibināja faktoru kompensācijas (savstarpējas aizvietojamības) likumu (efektu): dažu vides faktoru neesamību vai trūkumu var kompensēt ar citu tuvu (līdzīgu) faktoru.

Piemēram, gaismas trūkumu augam var kompensēt ar oglekļa dioksīda pārpilnību, un, mīkstmiešiem veidojot čaulas, trūkstošo kalciju var aizstāt ar stronciju. Taču faktoru kompensācijas iespējas ir ierobežotas. Nevienu faktoru nevar pilnībā aizstāt ar citu, un, ja kaut viena no tiem vērtība pārsniedz organisma izturības augšējo vai apakšējo robežu, pēdējā pastāvēšana kļūst neiespējama, lai cik labvēlīgi būtu pārējie faktori.

1949. gadā V.R. Viljamss formulēja fundamentālo faktoru neaizstājamības likumu: fundamentālu vides faktoru (gaismas, ūdens u.c.) pilnīgu neesamību vidē nevar aizstāt ar citiem faktoriem.

Šajā Lībiga likuma precizējumu grupā ietilpst "labuma-kaitējuma" fāzes reakciju noteikums, kas nedaudz atšķiras no citiem: zemas toksiskas vielas koncentrācija iedarbojas uz organismu tā funkciju nostiprināšanas (tās stimulēšanas) virzienā, bet augstāka koncentrācija kavē. vai pat izraisīt tā nāvi.

Šis toksikoloģiskais modelis attiecas uz daudziem (piemēram, ārstnieciskas īpašības zemas koncentrācijas čūsku inde), bet ne visas toksiskās vielas.

Vides faktoru ietekmes uz dzīviem organismiem vispārīgie modeļi (vides pamatlikumi)

Starp dažādiem vides faktoriem nav neviena, kas vienādi iedarbotos uz dzīviem organismiem. Tomēr, ņemot vērā to visu, ekologi jau sen ir identificējuši vispārīgus modeļus, pēc kuriem faktori ietekmē organismus.

Faktori paši par sevi nedarbojas. Pēc savas būtības tie ir savstarpēji aizvietojami un tiem ir noteikta mērīšanas skala: temperatūru mēra grādos, mitrumu - ūdens tvaiku procentos, apgaismojumu - luksos, sāļumu ppm, spiedienu - milibāros, augsnes (ūdens) skābumu - in. pH utt. Tieši tas uzsver faktu, ka faktors darbojas ar noteiktu spēku, kura lielumu var izmērīt.

Optimuma likums.

Jebkuru vides faktoru organisms atkarībā no devas var uztvert pozitīvi un negatīvi. Vislabvēlīgākā vides faktora deva, kuras ietekmē suga (vai organisms) uzrāda maksimālo dzīvībai svarīgo aktivitāti, ir optimālā deva. Ekologi to jau sen ir norādījuši Katram organismam ir sava optimālā viena vai otra faktora deva. Tas ir viens no aksiomātiskajiem ekoloģijas likumiem - optimāluma likums.

Ir iespējams izpētīt optimālās vides faktoru devas noteiktiem organismu veidiem. dažādas metodes: novērojums un eksperimentāls. Pierādījums optimālu apstākļu esamībai organismu pastāvēšanai ir to intensīva augšana un vairošanās maksimālajā skaitā. Izmērot noteiktas faktoru devas un salīdzinot tās ar organismu dzīvībai svarīgās aktivitātes izpausmēm, var empīriski noteikt noteiktu faktoru optimumu.

Šelforda likums un tolerances robežas.

Lai gan optimālā faktora deva ir organismiem vislabvēlīgākā, tomēr ne visi organismi vienmēr spēj patērēt vides faktorus optimālās devās. Tādējādi daži faktori viņiem var būt nelabvēlīgi, taču organismiem ir jāizdzīvo šādos apstākļos.

V. Šelfords (W. Shelford, 1913) pētīja vides faktoru nelabvēlīgo devu ietekmi uz organismiem. Tika parādīts, ka katram dzīvam organismam ir savas izturības robežas attiecībā pret jebkuru faktoru – minimumu un maksimumu, starp kurām ir ekoloģiskais optimālais (1.2.1. att.). Pārsniedzot izturību, organismi nespēj uztvert vides faktoru. Šīs robežas ir letāli punkti. Organismu pastāvēšana ārpus tām nav iespējama. Starp optimālo un letālo vides faktora devu ir zonas vismazāk- organismu dzīvībai svarīgās aktivitātes nomākšana. Organismi var eksistēt pesimas apstākļos, taču pilnībā neizpauž savu vitālo darbību (slikti aug, nevairojas utt.). Kopš Šelforda likuma izveidošanas pagājis daudz laika, kura laikā ir savākts daudz datu par sugu toleranci. Pamatojoties uz šiem materiāliem, šodien vides speciālisti ir formulējuši vairākus noteikumus, kas papildina tolerances likumu.

Ir pierādīts, ka organismiem var būt plašs tolerances diapazons pret vienu faktoru un tajā pašā laikā šaurs pret citu faktoru. Šis princips, kad pretestības pakāpe pret kādu faktoru nenozīmē tādu pašu pretestību citiem faktoriem, ir pazīstams kā Adaptācijas relatīvās neatkarības likums. Tādējādi organismiem, kas panes lielas temperatūras izmaiņas, nav obligāti jābūt tik labi pielāgotiem lielām mitruma vai sāļuma svārstībām.

Rīsi. 1.2.1. iekšā

Visizplatītākie ir organismi, kuriem ir plaša tolerance pret daudziem faktoriem.

Ja apstākļi vienam faktoram nav sugai optimāli, tad šādu iemeslu dēļ izturības zona citos vides faktoros var sašaurināties. Piemēram, ir zināms, ka slāpekļa trūkums augsnē samazina graudaugu sausuma toleranci.

Vairošanās sezona organismiem ir viskritiskākā. Daži faktori šajā periodā kļūst ietekmīgāki organismiem. Tolerances zona indivīdiem, kas vairojas, sēklām, olām, embrijiem, stādiem, kāpuriem utt., ir šaurāka nekā tiem īpatņiem, kas nevairojas. Piemēram, jūras lašu zivis ieplūst upēs nārstot, jo to ikri un zivju kāpuri nevar paciest jūras ūdens sāļumu. Tas ir, faktora nelabvēlīgā ietekme var izpausties ne visos organisma attīstības posmos, bet tikai atsevišķos, kad faktora neaizsargātība ir vislielākā. Šī funkcija ir pamatā A. Tinnemana noteikumi (1926) - viens no nepieciešamajiem vides faktoriem nosaka iedzīvotāju blīvumu noteikta veida, iedarbojas uz šī organisma attīstības stadiju, kam raksturīga vislielākā ievainojamība.

Protams, tolerances zonās dažādi organismi dažādiem faktoriem būs atšķirīgi. Salīdzinot organismus, starp tiem var izdalīt tos, kuriem ir liela izturība pret daudziem faktoriem. ekoloģijā sauc eiribionti. Un otrādi, atšķirībā no pirmā, tiek izolēti organismi, kuros vides faktoru izturība ir diezgan zema - tie ir pielāgojušies šaurām faktoru devām. Pēdējie tiek saukti stenobionts.

Piemēram, Antarktikas zivju raibais trematoms spēj izturēt ūdens temperatūras svārstības diezgan šaurā diapazonā no -2 ° C līdz + 2 ° C. Tas ir ārkārtējs stenobiontness gadījums. Zivis nespēj dzīvot temperatūrā, kas ir ārpus šīm robežām. Bet lielākā daļa mūsu ezeru un dīķu zivju spēj paciest temperatūru no 3-4 ° C līdz 20-25 ° C. Tie ir eiribionti.

Dziļjūras (absalni) zivis ir arī stenobionts, bet attiecībā uz temperatūru un spiedienu.

Putni, kas veido putnu kolonijas uz akmeņiem ziemeļu jūras, ligzdošanas periodā tie izpaužas kā stenobionta organismi. Savām ligzdām viņi izvēlas tīras klintis un vairojas tikai šeit.

ekoloģiskā valence.

Plašs vai šaura zona organisma izturība (tolerance) pret jebkuru atsevišķu faktoru vai faktoru kopumu ļauj apliecināt savu plastmasas, vai ekoloģiskā valence. Suga tiek uzskatīta par ekoloģiski piemērotāku, piemēram, temperatūrai, ja tās pielaides zona attiecībā pret šo faktoru ir pietiekami plaša, tas ir, ja tā ir eiribionta. Tiek uzskatīts, ka šāda suga ir plastmasas vai tai ir augsta ekoloģiskā valence. Skaidrs, ka stenobionta organismi ir mazāk plastiski, jo tiem ir zema ekoloģiskā valence.

Organismi ar augstu ekoloģisko valenci, kā likums, viegli pielāgojas lielākajai daļai eksistences apstākļu. Tas atspoguļojas to izplatībā un pārpilnībā. Jā, viņi atšķir kosmopolīti un ubikvistgv. Pirmie ietver sugas, kas ir izplatītas gandrīz visā pasaulē, bet tām raksturīgajā dzīvotnē. Tipisks kosmopolīts starp augiem ir pienenes, bet starp dzīvniekiem - pelēka žurka. Tie ir sastopami visos kontinentos. Ubіvіsti ir arī globāla izplatība, taču tie apdzīvo jebkuru vidi ar dažādiem dzīves apstākļiem. Piemēram, vilks dzīvo skujkoku un lapu koku mežos, stepēs, kalnos un tundrā.

Sugas, kurām ir plaša izplatība un liels daudzums, tiek uzskatītas par bioloģiski progresīvām.

Šauri specializētajām sugām nekad nav bijusi plaša izplatība un augsta sastopamība. tās nevar klasificēt kā bioloģiski progresīvas, bet tās eksistē savos apstākļos, kādos tām nav konkurentu, un, ja ir izaicinātājs, tad šauri adaptētām sugām vienmēr būs priekšrocības un līdz ar to arī paliks uzvarētājas. Tas darbojas šeit progresīvās specializācijas noteikums, kuru 1876. gadā formulēja PI. Depere. Saskaņā ar šo noteikumu, suga vai sugu grupa, kas ir uzsākusi specializācijas ceļu, savā turpmākajā attīstībā padziļinās savu specializāciju un uzlabos pielāgošanās spēju noteiktiem dzīves apstākļiem. Tas ir acīmredzami, jo jau specializētās grupas vienmēr būs ieguvējas apstākļos, kuriem tās ir pielāgojušās, un ar katru jaunu evolūcijas soli kļūs arvien specializētākas. Piemēram, maz ticams, ka būs konkurenti sikspārņiem, kas valda naksnīgajās debesīs, kurmjiem, kas piekopj pazemes dzīvesveidu.

Tātad viena lieta, kas apdraud šādu sugu pastāvēšanu, ir izmaiņas vides ekoloģiskajos apstākļos. Jebkurš nopietns vides traucējums var kļūt traģisks ļoti specializētām sugām. Tātad slimakoid pūķim šī ir bieža Evergleidas purvu nosusināšana, kā rezultātā izzūd gliemeži - šo plēsīgo putnu galvenā barība.

Faktoru tieša un netieša darbība.

Lielākajai daļai ekologu rūpīgi izpētīto un pētīto faktoru ir tieša ietekme uz organismu. Tas nav pārsteidzoši, jo tieši ar tūlītēju vai tūlītēju reakciju uz faktora darbību var spriest par tā darbības raksturu.

Bet dabā reti ir tādi apstākļi, kuros var mainīties tikai viens faktors. Tāpēc varētu šķist, ka vienkāršs pētījums viena vai otra faktora darbības jomā nekad nedod adekvātus rezultātus. Pētniekiem ir grūti izvairīties no citiem faktoriem un veikt "tīru" lauka eksperimentu.

Pat ar nosacījumu, ka pētniekam izdevās veikt "tīru" eksperimentu, viņam ir jābūt pārliecinātam, ka šajā gadījumā efekts neparādās. faktora neviennozīmīgas ietekmes uz dažādām funkcijām likums), proti: katrs vides faktors dažādas ķermeņa funkcijas ietekmē atšķirīgi - optimums dažiem procesiem var kļūt par pesimu citiem.

Piemēram, vairāki nelabvēlīgi vasaras sezonas apstākļi (nepietiekams saulaino dienu skaits, lietains laiks, salīdzinoši zema temperatūra u.c.) maz ietekmē tādu putnu kā pūces dzīvi. saules gaisma tiešā veidā nevajadzīgi, un tie ir labi aizsargāti ar spalvu pārsegu no mitruma un pārmērīgas siltuma pārneses). Bet ar šādiem faktoriem šo nakts plēsīgo putnu populācija nebūs optimālos apstākļos, to skaits ir beidzies vasaras sezona var ne tikai nepalielināties, bet arī samazināties. Pūces salīdzinoši viegli panes nelabvēlīgu laika apstākļu tiešu ietekmi nekā nelabvēlīgus barības apgādes apstākļus. Laikapstākļi negatīvi ietekmēja augu veģetāciju un pelēm līdzīgu grauzēju populācijas (nebija labības ražas). Sezona pelēm izrādījās nelabvēlīga, un pūces, kas galvenokārt barojas ar tām, cieta no barības trūkuma sev un saviem cāļiem. Tātad caur vairākiem citiem faktoriem pēc kāda laika ir jūtama elementārāko faktoru ietekme, kuriem nav tiešas ietekmes.

Vides faktoru kopējā ietekme.

Vide, kurā dzīvo organismi, ir dažādu vides faktoru kopums, kas arī izpaužas dažādās devās. Grūti iedomāties, ka organisms katru faktoru uztver atsevišķi. Dabā ķermenis reaģē uz faktoru kopuma darbību. Tādā pašā veidā mēs, lasot šo grāmatu tagad, neviļus uztveram to vides faktoru kopumu, kas uz mums iedarbojas. Mēs neapzināmies, ka atrodamies noteiktos temperatūras apstākļos, mitruma, gravitācijas, elektromagnētiskais lauks Zeme, apgaismojums, noteikti ķīmiskais sastāvs gaiss, troksnis utt. Uz mums vienlaikus iedarbojas liels skaits faktoru. Ja mēs izvēlētos labi apstākļi lasīt grāmatu, tad faktoru darbībai uzmanību nepievērsīsim. Un iedomājieties, ka tajā brīdī viens no faktoriem krasi mainījās un kļuva nepietiekams (ļaujiet tam kļūt tumšam) vai sāka pārāk spēcīgi iedarboties uz mums (piemēram, telpā kļuva ļoti karsts vai trokšņains). Tad mēs dažādi reaģēsim uz visu faktoru kompleksu, kas mūs ieskauj. Lai gan lielākā daļa faktoru ietekmēs optimālās devas, tas mūs vairs neapmierinās. Tādējādi vides faktoru kompleksā darbība nav vienkārša katra no tiem darbības summa. Dažādos gadījumos daži faktori var uzlabot citu uztveri. (faktoru konstelācija), un pat vājina to iedarbību (faktoru ierobežojoša ietekme).

Vides faktoru ilgtermiņa kumulatīvais efekts izraisa noteiktas adaptācijas organismos un pat anatomiskas un morfoloģiskas izmaiņas ķermeņa struktūrā. Tikai divu galveno faktoru – mitruma un temperatūras, un pat dažādu devu kombinācija ir iepriekš noteikta uz sauszemes globālā mērogā dažāda veida klimats, kas, savukārt, veido noteiktu veģetāciju, ainavas.

Pēc elementārām dabas vēstures zināšanām var nojaust, ka zemas temperatūras un augsta mitruma apstākļos veidojas tundras zona, ar augsts mitrums un temperatūra - tropu lietus mežu zona, pie augstas temperatūras un zema mitruma - tuksneša zona.

Citu faktoru kombinācija un to ilgtermiņa ietekme uz organismiem var izraisīt noteiktas anatomiskas un morfoloģiskas izmaiņas organismos. Tā, piemēram, tika novērots, ka zivīm (siļķēm, mencām u.c.), kas dzīvo ūdenstilpēs ar augstu sāļumu un zemu temperatūru, palielinās skriemeļu skaits (skeleta astes daļā); tas kalpo kā pielāgošanās kustībām blīvākā vidē (Jordānijas likums).

Ir arī citi vispārinājumi par faktoru sarežģīto ilgtermiņa iedarbību uz organismiem globālā mērogā. Tie ir labāk pazīstami kā zooģeogrāfiskie noteikumi vai likumi.

Glogera noteikums(1833) norāda, ka dzīvnieku ģeogrāfiskajām rasēm, kas dzīvo siltos un mitros apgabalos, ķermeņa pigmentācija ir intensīvāka (visbiežāk melna vai tumši brūna) nekā aukstu un sausu reģionu iedzīvotājiem (gaišā vai baltā krāsā).

Hesenes likums atzīmē, ka ziemeļu reģionu dzīvnieku populāciju indivīdiem ir raksturīga salīdzinoši lielāka sirds masa, salīdzinot ar indivīdiem dienvidu reģionos.

Kā jau minēts, faktori nekad neiedarbojas uz organismu atsevišķi viens no otra, un to kopējā darbība nekad nav vienkārša katra no tiem darbības summa. Bieži gadās, ka, apvienojot faktorus, katra darbība var palielināties. Ir labi zināms, ka lielas salnas sausā laikā ir vieglāk panesamas nekā nelielas salnas mitrā laikā. Tāpat aukstuma sajūta siltā vasaras lietus laikā, bet vēja klātbūtnē, būs lielāka nekā mierīgā laikā. Siltumu ir grūtāk izturēt augsts mitrums gaiss nekā sauss gaiss.

ierobežojošie faktori. Lībiga likums.

Faktoru kumulatīvās darbības ietekmes pretstats ir dažu faktoru uztveres ierobežošana caur citiem. Šo parādību 1840. gadā atklāja vācu lauksaimniecības ķīmiķis J. Lībigs. Pētot apstākļus, kādos iespējams sasniegt augstu graudu kultūru ražu, Lībigs parādīja, ka augu augšana, to ražas lielums un stabilitāte ir atkarīga no vielas, kuras koncentrācija ir minimāla. Tas ir, Ju. Lībiga atklāja, ka graudu ražu bieži ierobežo nepareizās barības vielas, kas ir vajadzīgas lielos daudzumos, piemēram, oglekļa dioksīds, slāpeklis un ūdens, un tie, kas nepieciešami nelielos daudzumos (piemēram, bors), bet kuru ir maz. Šo principu sauc Lībiga minimuma likums: organisma pretestību nosaka vājākais posms tā ekoloģisko vajadzību ķēdē.

Lībiga likums tika izveidots eksperimentāli ar augiem un vēlāk kļuva plašāk piemērots. Daži autori ir paplašinājuši faktoru loku, kas var ierobežot bioloģiskos procesus dabā, un vairāki citi faktori, piemēram, temperatūra un laiks, ir attiecināti uz barības vielām.

Prakse ir parādījusi, ka Lībiga likuma veiksmīgai piemērošanai tam jāpievieno divi palīgprincipi.

Pirmais ir ierobežojošs; Lībiga likumu var piemērot tikai stabila stāvokļa apstākļos, t.i. kad enerģijas un vielu uzņemšana ir līdzsvarota ar to aizplūšanu.

Vēl viens papildu princips attiecas uz faktoru savstarpēju aizstāšanu. Tādējādi vielas augsta koncentrācija vai pieejamība vai cita faktora darbība var mainīt minimālas barības vielas uzņemšanu. Dažkārt gadās, ka organisms spēj aizvietot iztrūkstošo vielu ar citu, ķīmiski līdzīgu un pietiekami daudz esošu vidē. Šis princips veidoja pamatu Faktoru kompensācijas likums (faktoru savstarpējas aizstājamības likums), joprojām pazīstams ar autora E. Ryubel vārdu kopš 1930. gada. Tātad mīkstmieši, kas dzīvo vietās, kur ir daudz stroncija, to daļēji izmanto, lai izveidotu vārstuļus (čaulas) ar kalcija deficītu. Nepietiekamu siltumnīcas apgaismojumu var kompensēt vai nu ar oglekļa dioksīda koncentrācijas palielināšanu, vai ar atsevišķu bioloģiski aktīvo vielu (piemēram, giberelīnu – augšanas stimulatoru) stimulējošo darbību.

Bet tajā pašā laikā nevajadzētu aizmirst par esamību Pamatfaktoru neaizstājamības likums (vaiViljamsa likums, 1949). Pēc viņa teiktāfundamentālu vides faktoru (gaisma, ūdens, oglekļa dioksīds, barības vielas) pilnīgu neesamību vidē nevar aizstāt (kompensēt) ar citiem faktoriem.

Ierobežojošais (ierobežojošais) faktors, kā vēlāk izrādījās, var būt ne tikai tas, kas ir minimumā, bet pat tas, kas ir pāri (pielaides augšējā deva). Gan minimālā, gan maksimālā faktora deva (tolerances robežas) ierobežo citu faktoru optimālo devu uztveri. Tas ir, jebkurš neērts faktors neveicina citu optimālo faktoru normālu uztveri.

Tātad, Iecietības likums (Šelforda likums) var definēt šādi: Ierobežojošais (ierobežojošais) faktors organisma uzplaukumam var būt gan minimālais, gan maksimālais ietekmes uz vidi, kuru diapazons nosaka organisma izturības (tolerances) pakāpi pret šo faktoru.

Tomēr līdz ar to visu jāņem vērā vēl viens posms faktoru kumulatīvās ietekmes izpētē. 1909. gadā vācu agroķīmiķis un augu fiziologs A. Mičerlihs veica virkni eksperimentu pēc Lībigas un parādīja, ka ražas apjoms ir atkarīgs ne tikai no kāda viena (pat ierobežojošā) faktora, bet no vienlaikus iedarbojošo faktoru kopuma.Šis modelis ir nosaukts Faktoru efektivitātes likums, bet 1918. gadā B. Baule to pārdēvēja par Kumulatīvās darbības likums dabas faktori (tāpēc to dažreiz sauc Mičerliha-Baule likums). Tādējādi ir konstatēts, ka dabā viens vides faktors var iedarboties uz otru. Tāpēc sugas panākumi vidē ir atkarīgi no faktoru mijiedarbības. Piemēram, paaugstināta temperatūra veicina lielāku mitruma iztvaikošanu, un apgaismojuma samazināšanās noved pie augu nepieciešamības pēc cinka samazināšanās utt. Šo likumu var uzskatīt par Lībiga minimuma likuma grozījumu.

Organismi saglabā noteiktu līdzsvaru ar vidi, izmantojot pašregulāciju. Organismu (populāciju, ekosistēmu) spēju uzturēt savas īpašības noteiktā, diezgan stabilā līmenī sauc par homeostāzi.

Tātad noteiktas sugas klātbūtne un labklājība biotopā ir saistīta ar tās mijiedarbību ar virkni vides faktoru. Nepietiekama vai pārmērīga jebkuras no tām darbības intensitāte padara neiespējamu atsevišķu sugu uzplaukumu un pastāvēšanu.

Nedzīvā un dzīvā daba, kas ieskauj augus, dzīvniekus un cilvēkus, tiek saukta par biotopu. Tiek saukts atsevišķu vides komponentu kopums, kas ietekmē organismus vides faktori.

Pēc izcelsmes rakstura izšķir abiotiskus, biotiskos un antropogēnos faktorus.

Abiotiskie faktori ir īpašumi nedzīvā daba kas tieši vai netieši ietekmē dzīvos organismus.

Biotiskie faktori - tie visi ir dzīvo organismu ietekmes veidi vienam uz otru. Iepriekš cilvēka ietekme uz dzīviem organismiem tika attiecināta arī uz biotiskajiem faktoriem, bet tagad tiek izdalīta īpaša cilvēku radīto faktoru kategorija.

Antropogēni faktori ir visas darbības formas cilvēku sabiedrība, kas izraisa izmaiņas dabā kā biotopā un citās sugās un tieši ietekmē to dzīvi.

Tādējādi ikvienu dzīvo organismu ietekmē nedzīvā daba, citu sugu organismi, tajā skaitā cilvēks, un, savukārt, ietekmē katru no šīm sastāvdaļām.

Vides faktoru ietekmes uz dzīviem organismiem likumi

Neraugoties uz vides faktoru dažādību un to izcelsmes atšķirīgo raksturu, ir daži vispārīgie noteikumi un to ietekmes uz dzīviem organismiem modeļi.

Organismu dzīvībai ir nepieciešama noteikta apstākļu kombinācija. Ja visi vides apstākļi ir labvēlīgi, izņemot vienu, tad tieši šis nosacījums kļūst noteicošais attiecīgā organisma dzīvībai. Tas ierobežo (ierobežo) organisma attīstību, tāpēc to sauc ierobežojošais faktors . Sākotnēji tika konstatēts, ka dzīvo organismu attīstību ierobežo kādas sastāvdaļas trūkums, piemēram, minerālsāļu, mitruma, gaismas u.c. 19. gadsimta vidū vācu organiskais ķīmiķis J. Lībigs pirmais eksperimentāli pierādīja, ka augu augšana ir atkarīga no uzturvielu elementa, kas atrodas salīdzinoši minimālā daudzumā. Viņš šo parādību nosauca par minimuma likumu (Lībiga likums).

Mūsdienu formulējumā minimuma likums skan šādi: organisma izturību nosaka tā ekoloģisko vajadzību ķēdes vājākais posms. Tomēr, kā izrādījās vēlāk, ne tikai trūkums, bet arī faktora pārsniegums var ierobežot, piemēram, ražas bojāeju lietus dēļ, augsnes pārsātināšanu ar mēslojumu utt. Jēdzienu, ka līdzās minimumam arī maksimums var būt ierobežojošs faktors, 70 gadus pēc Lībiga ieviesa amerikāņu zoologs V. Šelfords, kurš formulēja tolerances likums . Saskaņā ar tolerances likumu populācijas (organisma) labklājību ierobežojošais faktors var būt gan minimālā, gan maksimālā ietekme uz vidi, un diapazons starp tiem nosaka izturības lielumu (tolerances robežu) vai ekoloģisko valenci. organisms šim faktoram.

Vides faktora labvēlīgo diapazonu sauc par optimālā (normāla mūža) zonu. Jo lielāka ir faktora novirze no optimālā, jo vairāk šis faktors kavē iedzīvotāju vitālo aktivitāti. Šo diapazonu sauc par apspiešanas zonu. Maksimālā un minimālā pārnēsājamā faktora vērtības ir kritiskie punkti aiz kura vairs nav iespējama organisma vai populācijas pastāvēšana.

Ierobežojošo faktoru princips ir spēkā visu veidu dzīviem organismiem – augiem, dzīvniekiem, mikroorganismiem un attiecas gan uz abiotiskiem, gan biotiskiem faktoriem.

Saskaņā ar tolerances likumu jebkurš vielas vai enerģijas pārpalikums izrādās piesārņojuma avots.

Organisma tolerances robeža mainās, pārejot no viena attīstības posma uz otru. Bieži vien jauni organismi ir neaizsargātāki un prasīgāki pret vides apstākļiem nekā pieaugušie. Viskritiskākais no dažādu faktoru ietekmes viedokļa ir vairošanās sezona: šajā periodā daudzi faktori kļūst ierobežojoši. Ekoloģiskā valence vaislas īpatņiem, sēklām, embrijiem, kāpuriem, olām parasti ir šaurāka nekā pieaugušiem nevaislas augiem vai vienas sugas dzīvniekiem.

Līdz šim tika runāts par dzīva organisma tolerances robežu attiecībā pret vienu faktoru, bet dabā visi vides faktori darbojas kopā.

Organisma izturības optimālā zona un robežas attiecībā pret jebkuru vides faktoru var mainīties atkarībā no citu vienlaicīgi iedarbojošo faktoru kombinācijas. Šis modelis ir nosaukts vides faktoru mijiedarbība .

Tomēr savstarpējai kompensācijai ir zināmas robežas, un nav iespējams pilnībā aizstāt vienu no faktoriem ar citu. Tas liek secināt, ka visiem vides apstākļiem, kas nepieciešami dzīvības uzturēšanai, ir vienāda loma un jebkurš faktors var ierobežot organismu pastāvēšanas iespēju - tas ir visu dzīves apstākļu līdzvērtības likums .

Ir zināms, ka katrs faktors atšķirīgi ietekmē dažādas ķermeņa funkcijas. Apstākļi, kas ir optimāli dažiem procesiem, piemēram, organisma augšanai, citiem var izrādīties apspiešanas zona, piemēram, reprodukcijai un pārsniegt toleranci, tas ir, izraisīt nāvi, citiem. . Tātad dzīves cikls, saskaņā ar kuru organisms noteiktos periodos galvenokārt veic noteiktas funkcijas - uzturu, augšanu, vairošanos, pārvietošanos - vienmēr atbilst sezonālām vides faktoru izmaiņām.

No likumiem, kas nosaka indivīda vai indivīda mijiedarbību ar savu vidi, mēs izceļam vides apstākļu un organisma ģenētiskās priekšnoteikšanās atbilstības noteikumu. Tā apgalvo, ka organismu suga var pastāvēt tik ilgi un ciktāl to apņemošā dabiskā vide atbilst ģenētiskajām iespējām pielāgot šo sugu tās svārstībām un izmaiņām. Katra dzīvesveida suga radusies noteiktā vidē, vienā vai otrā pakāpē tai pielāgojusies, un sugas tālāka pastāvēšana iespējama tikai šajā vai tai tuvajā vidē. Krasas un straujas izmaiņas dzīves vidē var novest pie tā, ka sugas ģenētiskās spējas būs nepietiekamas, lai pielāgotos jauniem apstākļiem. Tas jo īpaši ir balstīts uz vienu no hipotēzēm par lielo rāpuļu izzušanu, strauji mainoties abiotiskajiem apstākļiem uz planētas: lielie organismi ir mazāk mainīgi nekā mazie, tāpēc tiem ir nepieciešams daudz vairāk laika, lai pielāgotos. Šajā sakarā mūsdienu dabas fundamentālās pārvērtības ir bīstamas. esošās sugas, tostarp pašam cilvēkam.

Ekoloģisko zināšanu vēsture sniedzas daudzus gadsimtus senā pagātnē. Jau primitīviem cilvēkiem bija vajadzīgas zināmas zināšanas par augiem un dzīvniekiem, viņu dzīvesveidu, savstarpējām attiecībām un vide. Kā daļa no kopējās attīstības dabas zinātnes notika arī zināšanu uzkrāšana, kas tagad pieder vides zinātnes jomai. Kā neatkarīga izolēta disciplīna ekoloģija izcēlās 19. gs.

Terminu ekoloģija (no grieķu eko — māja, logos — mācība) zinātnē ieviesa vācu biologs Ernests Hekels.

1866. gadā savā darbā “Organismu vispārējā morfoloģija” viņš rakstīja, ka tā ir “... ar dabas ekonomiku saistītu zināšanu summa: dzīvnieka un tā vides attiecību kopuma izpēte, gan organiskas un neorganiskas, un galvenokārt tās draudzīgās vai naidīgās attiecības ar tiem dzīvniekiem un augiem, ar kuriem tas tieši vai netieši saskaras. Šī definīcija attiecas uz ekoloģiju uz bioloģijas zinātnēm. XX gadsimta sākumā. sistemātiskas pieejas veidošanās un biosfēras doktrīnas attīstība, kas ir plašs zināšanu lauks, kas ietver daudzas gan dabas, gan humanitārā cikla zinātnes jomas, ieskaitot vispārējo ekoloģiju, izraisīja ekosistēmu uzskatu izplatību ekoloģijā. . Ekosistēma ir kļuvusi par galveno ekoloģijas studiju objektu.

Ekosistēma ir dzīvo organismu kopums, kas mijiedarbojas savā starpā un ar savu vidi, apmainoties ar vielu, enerģiju un informāciju tā, ka viena sistēma saglabājas stabils ilgu laiku.

Cilvēka arvien pieaugošā ietekme uz vidi ir prasījusi jaunu ekoloģisko zināšanu robežu paplašināšanu. XX gadsimta otrajā pusē. zinātnes un tehnikas progress ir novedis pie vairākām problēmām, kas ieguvušas globālu statusu, līdz ar to ekoloģijas skatījumā dabas un cilvēka radīto sistēmu salīdzinošās analīzes un to risināšanas ceļu meklēšanas jautājumi. nepārprotami ir izveidojusies harmoniska līdzāspastāvēšana un attīstība.

Attiecīgi ekoloģijas zinātnes struktūra bija diferencēta un sarežģīta. Tagad to var attēlot kā četras galvenās nozares, kuras tālāk tiek sadalītas: Bioekoloģija, ģeoekoloģija, cilvēka ekoloģija, lietišķā ekoloģija.

Tādējādi ekoloģiju varam definēt kā zinātni par dažādu kārtu ekosistēmu funkcionēšanas vispārējiem likumiem, cilvēka un dabas attiecību zinātnisku un praktisku jautājumu kopumu.

2. Vides faktori, to klasifikācija, ietekmes veidi uz organismiem

Jebkuru organismu dabā ietekmē ļoti dažādi komponenti. ārējā vide. Jebkuras vides īpašības vai sastāvdaļas, kas ietekmē organismus, sauc par vides faktoriem.

Vides faktoru klasifikācija. Vides faktori (vides faktori) ir daudzveidīgi, tiem ir atšķirīgs raksturs un darbības specifika. Izšķir šādas vides faktoru grupas:

1. Abiotiskais (nedzīvās dabas faktori):

a) klimatiskie - apgaismojuma apstākļi, temperatūras apstākļi utt.;

b) edafiskais (vietējais) - ūdens apgāde, augsnes tips, reljefs;

c) orogrāfiskā - gaisa (vēja) un ūdens straumes.

2. Biotiskie faktori ir visu veidu dzīvo organismu ietekme uz otru:

Augi Augi. Augi Dzīvnieki. Augi Sēnes. Augi Mikroorganismi. Dzīvnieki Dzīvnieki. Dzīvnieki Sēnes. Dzīvnieki Mikroorganismi. Sēnes Sēnes. Sēnes Mikroorganismi. Mikroorganismi Mikroorganismi.

3. Antropogēnie faktori ir visas cilvēku sabiedrības darbības formas, kas izraisa citu sugu dzīvotnes izmaiņas vai tieši ietekmē to dzīvi. Šīs vides faktoru grupas ietekme gadu no gada strauji pieaug.

Vides faktoru ietekmes veidi uz organismiem. Vides faktori dzīvos organismus ietekmē dažādos veidos. Tie var būt:

Kairinātāji, kas veicina adaptīvu (adaptīvu) fizioloģisko un bioķīmisko izmaiņu parādīšanos (ziemas guļa, fotoperiodisms);

Ierobežotāji, kas maina organismu ģeogrāfisko izplatību sakarā ar pastāvēšanas neiespējamību šajos apstākļos;

Modifikatori, kas izraisa morfoloģiskas un anatomiskas izmaiņas organismos;

Signāli, kas norāda uz izmaiņām citos vides faktoros.

Vides faktoru vispārīgie modeļi:

Ņemot vērā vides faktoru ārkārtējo daudzveidību, dažāda veida organismi, piedzīvojot savu ietekmi, uz to reaģē dažādi, tomēr ir iespējams identificēt vairākus vispārīgus vides faktoru darbības likumus (modeļus). Pakavēsimies pie dažiem no tiem.

1. Optimuma likums

2. Sugu ekoloģiskās individualitātes likums

3. Ierobežojošā (ierobežojošā) faktora likums

4. Neviennozīmīgas rīcības likums

3. Vides faktoru iedarbības modeļi uz organismiem

1) Optimuma noteikums. Ekosistēmai, organismam vai noteiktai tās stadijai

attīstībai, ir faktora vislabvēlīgākās vērtības diapazons. Kur

labvēlīgie faktori iedzīvotāju blīvums ir maksimāls. 2) Tolerance.

Šīs īpašības ir atkarīgas no vides, kurā organismi dzīvo. Ja viņa

stabils savā

it-am, tam ir lielākas iespējas organismu izdzīvošanai.

3) Faktoru mijiedarbības likums. Daži faktori var palielināties vai

mazināt citu faktoru ietekmi.

4) Ierobežojošo faktoru noteikums. Faktors, kas ir nepilnīgs vai

pārpalikums negatīvi ietekmē organismus un ierobežo izpausmes iespēju. spēks

citu faktoru darbība. 5) Fotoperiodisms. Zem fotoperiodisma

izprast ķermeņa reakciju uz dienas garumu. reakcija uz mainīgu gaismu.

6) Pielāgošanās dabas parādību ritmam. Pielāgošanās ikdienas un

sezonālie ritmi, plūdmaiņu parādības, saules aktivitātes ritmi,

Mēness fāzes un citas parādības, kas atkārtojas ar stingru periodiskumu.

Ek. valence (plastiskums) - spēja org. pielāgoties vides faktori. vide.

Vides faktoru iedarbības modeļi uz dzīviem organismiem.

Ekoloģiskie faktori un to klasifikācija. Visi organismi ir potenciāli spējīgi neierobežoti vairoties un izplatīties: pat sugām, kurām ir piesaistīts dzīvesveids, ir vismaz viena attīstības fāze, kurā tie spēj aktīvi vai pasīvi izplatīties. Bet tajā pašā laikā dažādās klimatiskajās zonās dzīvojošo organismu sugu sastāvs nesajaucas: katrā no tiem ir noteikts dzīvnieku, augu un sēņu sugu kopums. Tas ir saistīts ar organismu pārmērīgas vairošanās un apmešanās ierobežošanu ar noteiktiem ģeogrāfiskiem šķēršļiem (jūras, kalnu grēdām, tuksnešiem utt.), klimatiskajiem faktoriem (temperatūra, mitrums utt.), kā arī attiecībām starp atsevišķām sugām.

Atkarībā no darbības rakstura un īpašībām vides faktorus iedala abiotiskajos, biotiskajos un antropogēnos (antropos).

Abiotiskie faktori ir nedzīvās dabas sastāvdaļas un īpašības, kas tieši vai netieši ietekmē atsevišķus organismus un to grupas (temperatūra, gaisma, mitrums, gaisa gāzu sastāvs, spiediens, ūdens sāls sastāvs utt.).

Atsevišķa vides faktoru grupa ietver dažādas formas cilvēka saimnieciskās darbības, kas maina dažāda veida dzīvo būtņu, arī paša cilvēka, dzīvotnes stāvokli (antropogēni faktori). Salīdzinoši īsā cilvēka kā bioloģiskas sugas pastāvēšanas periodā tās darbība ir radikāli mainījusi mūsu planētas seju, un ar katru gadu šī ietekme uz dabu pieaug. Dažu vides faktoru intensitāte var palikt relatīvi stabila ilgos biosfēras attīstības vēsturiskajos periodos (piemēram, saules starojums, gravitācija, jūras ūdens sāls sastāvs, atmosfēras gāzu sastāvs utt.). Lielākajai daļai no tām ir mainīga intensitāte (temperatūra, mitrums utt.). Katra vides faktora mainīguma pakāpe ir atkarīga no organismu dzīvotnes īpašībām. Piemēram, temperatūra uz augsnes virsmas var būtiski atšķirties atkarībā no gada vai diennakts laika, laikapstākļiem u.c., savukārt ūdenstilpēs vairāk nekā dažu metru dziļumā temperatūras kritumu tikpat kā nav.

Vides faktoru izmaiņas var būt:

Periodisks, atkarībā no diennakts laika, gadalaika, Mēness stāvokļa attiecībā pret Zemi utt.;

Neperiodiski, piemēram, vulkānu izvirdumi, zemestrīces, viesuļvētras utt.;

Režisēts nozīmīgos vēsturiskos laika posmos, piemēram, Zemes klimata izmaiņas, kas saistītas ar sauszemes platību un okeānu attiecības pārdali.

Katrs no dzīvajiem organismiem pastāvīgi pielāgojas visam vides faktoru kompleksam, tas ir, videi, regulējot dzīvības procesus atbilstoši šo faktoru izmaiņām. Biotops ir apstākļu kopums, kādos dzīvo noteikti indivīdi, populācijas, organismu grupas.

Vides faktoru ietekmes uz dzīviem organismiem modeļi. Neskatoties uz to, ka vides faktori pēc būtības ir ļoti dažādi un dažādi, tiek atzīmēti daži to ietekmes modeļi uz dzīviem organismiem, kā arī organismu reakcijas uz šo faktoru darbību. Organismu pielāgošanos vides apstākļiem sauc par adaptācijām. Tie tiek ražoti visos dzīvās vielas organizācijas līmeņos: no molekulārās līdz biogeocenotiskajai. Adaptācijas nav pastāvīgas, jo tās mainās atsevišķu sugu vēsturiskās attīstības procesā atkarībā no vides faktoru darbības intensitātes izmaiņām. Katra organismu suga ir īpaši pielāgota noteiktiem eksistences apstākļiem: nav divu tuvu sugu, kas būtu līdzīgas savās adaptācijās (ekoloģiskās individualitātes noteikums). Tātad kurmis (sērija Kukaiņēdāji) un kurmja žurka (sērija Grauzēji) ir pielāgoti pastāvēšanai augsnē. Bet kurmis ar priekškāju palīdzību rok ejas, un kurmja žurka izmanto priekšzobus, izmetot zemi ar galvu.

Laba organismu adaptācija noteiktam faktoram nenozīmē tādu pašu pielāgošanos citiem (adaptācijas relatīvās neatkarības noteikums). Piemēram, ķērpji, kas var apmesties uz substrātiem, kuros nav organisko vielu (piemēram, akmeņi) un iztur sausuma periodus, ir ļoti jutīgi pret gaisa piesārņojumu.

Pastāv arī optimāluma likums: katrs faktors pozitīvi ietekmē ķermeni tikai noteiktās robežās. Labvēlīgi noteikta veida organismiem, vides faktora ietekmes intensitāti sauc par optimālo zonu. Jo vairāk noteikta vides faktora darbības intensitāte vienā vai otrā virzienā novirzās no optimālās, jo izteiktāka ir tā nomācošā ietekme uz organismiem (pesima zona). Vides faktora ietekmes intensitātes vērtību, saskaņā ar kuru organismu pastāvēšana kļūst neiespējama, sauc par izturības augšējo un apakšējo robežu (maksimuma un minimuma kritiskie punkti). Attālums starp izturības robežām nosaka noteiktas sugas ekoloģisko valenci attiecībā pret vienu vai otru faktoru. Tāpēc ekoloģiskā valence ir ekoloģiskā faktora ietekmes intensitātes diapazons, kurā ir iespējama noteiktas sugas pastāvēšana.

Noteiktas sugas indivīdu plašo ekoloģisko valenci attiecībā pret konkrētu ekoloģisko faktoru apzīmē ar priedēkli "eiro-". Tādējādi arktiskās lapsas ir eiritermiski dzīvnieki, jo tās var izturēt ievērojamas temperatūras svārstības (80°C robežās). Daži bezmugurkaulnieki (sūkļi, kilčakivi, adatādaiņi) ir eiribātiski organismi, tāpēc tie nosēžas no piekrastes zonas lielā dziļumā, izturot ievērojamas spiediena svārstības. Sugas, kas spēj dzīvot plašā dažādu vides faktoru svārstību diapazonā, tiek sauktas par eiribiontīmiem.Šaura ekoloģiskā valence, tas ir, nespēja izturēt būtiskas izmaiņas noteiktā vides faktorā, tiek apzīmēta ar priedēkli "steno-" (piem. stenotermisks, stenobatni, stenobiontisks utt.).

Organisma izturības optimums un robežas attiecībā pret noteiktu faktoru ir atkarīgi no citu darbības intensitātes. Piemēram, sausā, mierīgā laikā ir vieglāk izturēt zemu temperatūru. Tātad organismu izturības optimālais un robežas attiecībā pret jebkuru vides faktoru var mainīties noteiktā virzienā, atkarībā no citu faktoru spēka un kombinācijas (vides faktoru mijiedarbības fenomens).

Bet vitālo ekoloģisko faktoru savstarpējai kompensācijai ir noteiktas robežas un nevienu nevar aizstāt ar citiem: ja vismaz viena faktora darbības intensitāte pārsniedz izturības robežas, sugas pastāvēšana kļūst neiespējama, neskatoties uz optimālo intensitāti. citu cilvēku rīcība. Tādējādi mitruma trūkums kavē fotosintēzes procesu pat ar optimālu apgaismojumu un CO2 koncentrāciju atmosfērā.

Faktoru, kura intensitāte pārsniedz izturības robežas, sauc par ierobežojošu. Ierobežojošie faktori nosaka sugas izplatības zonu (diapazonu). Piemēram, daudzu dzīvnieku sugu izplatību uz ziemeļiem apgrūtina siltuma un gaismas trūkums, uz dienvidiem – mitruma trūkums.

Tādējādi noteiktas sugas klātbūtne un labklājība noteiktā biotopā ir saistīta ar tās mijiedarbību ar virkni vides faktoru. Jebkuras no tām nepietiekama vai pārmērīga darbības intensitāte nav iespējama atsevišķu sugu labklājībai un pašai pastāvēšanai.

Vides faktori ir jebkuras vides sastāvdaļas, kas ietekmē dzīvos organismus un to grupas; tos iedala abiotiskajos (nedzīvās dabas sastāvdaļas), biotiskajos (dažādas organismu mijiedarbības formas) un antropogēnās (dažādas cilvēka saimnieciskās darbības formas).

Organismu pielāgošanos vides apstākļiem sauc par adaptācijām.

Jebkuram vides faktoram ir tikai noteiktas pozitīvās ietekmes uz organismiem robežas (optimuma likums). Faktora darbības intensitātes robežas, saskaņā ar kurām organismu pastāvēšana kļūst neiespējama, sauc par izturības augšējo un apakšējo robežu.

Organismu izturības optimums un robežas attiecībā pret jebkuru vides faktoru var mainīties noteiktā virzienā, atkarībā no citu vides faktoru intensitātes un kombinācijas (vides faktoru mijiedarbības fenomens). Taču viņu savstarpējā kompensācija ir ierobežota: nevienu būtisku faktoru nevar aizstāt ar citiem. Vides faktoru, kas pārsniedz izturības robežas, sauc par ierobežojošu, tas nosaka noteiktas sugas areālu.

organismu ekoloģiskā plastiskums

Organismu ekoloģiskā plastiskums (ekoloģiskā valence) - sugas pielāgošanās spējas pakāpe vides faktora izmaiņām. To izsaka vides faktoru vērtību diapazons, kurā noteikta suga saglabā normālu dzīvībai svarīgo aktivitāti. Jo plašāks diapazons, jo lielāka ir ekoloģiskā plastika.

Sugas, kuras var pastāvēt ar nelielām faktora novirzēm no optimālā, sauc par augsti specializētām, un sugas, kas spēj izturēt būtiskas faktora izmaiņas, sauc par plaši adaptētām.

Ekoloģisko plastiskumu var aplūkot gan saistībā ar vienu faktoru, gan saistībā ar vides faktoru kompleksu. Sugu spēju paciest būtiskas izmaiņas noteiktos faktoros apzīmē ar atbilstošu terminu ar priedēkli "evry":

Eurythermal (plastmasa līdz temperatūrai)

Eurygoline (ūdens sāļums)

Eiritotisks (plastmasa pret gaismu)

Eurygyric (plastmasa pret mitrumu)

Euryoic (plastmasa biotopam)

Euryphagic (plastmasa pret pārtiku).

Sugas, kas pielāgotas nelielām šī faktora izmaiņām, tiek apzīmētas ar terminu ar priedēkli "siena". Šie prefiksi tiek izmantoti, lai izteiktu relatīvo tolerances pakāpi (piemēram, stenotermiskām sugām ekoloģiskās temperatūras optimālais un pessims ir tuvu).

Sugas ar plašu ekoloģisko plastiskumu attiecībā pret ekoloģisko faktoru kompleksu ir eiribionti; sugas ar zemu individuālo adaptācijas spēju - stenobionti. Eurybiontness un istenobiontness raksturo dažādus organismu pielāgošanās veidus izdzīvošanai. Ja eiribionti ilgstoši attīstās labos apstākļos, tad tie var zaudēt savu ekoloģisko plastiskumu un attīstīties stenobionta pazīmēm. Sugas, kas pastāv ar būtiskām faktora svārstībām, iegūst paaugstinātu ekoloģisko plastiskumu un kļūst par eiribiontiem.

Piemēram, ūdens vidē ir vairāk stenobiontu, jo tas ir relatīvi stabils pēc īpašībām un atsevišķu faktoru svārstību amplitūdas ir mazas. Dinamiskākā vidē gaiss-zeme dominē eiribionti. Siltasiņu dzīvniekiem ir plašāka ekoloģiskā valence nekā aukstasiņu dzīvniekiem. Jauniem un veciem organismiem parasti ir nepieciešami vienādi vides apstākļi.

Eiribionti ir plaši izplatīti, un stenobionts sašaurina diapazonus; tomēr dažos gadījumos stenobiontiem savas augstās specializācijas dēļ pieder plašas teritorijas. Piemēram, zivjērglis ir tipisks stenofāgs, bet attiecībā pret citiem vides faktoriem – eiribionts. Meklējot nepieciešamo barību, putns lidojumā spēj pārvarēt lielus attālumus, tāpēc tas aizņem ievērojamu platību.

Plastiskums - organisma spēja pastāvēt noteiktā vides faktora vērtību diapazonā. Plastiskumu nosaka reakcijas ātrums.

Pēc plastiskuma pakāpes attiecībā pret atsevišķiem faktoriem visus veidus iedala trīs grupās:

Stenotopi ir sugas, kas var pastāvēt šaurā vides faktoru vērtību diapazonā. Piemēram, lielākā daļa mitro ekvatoriālo mežu augu.

Eurytopes ir plašas plastmasas sugas, kas spēj attīstīt dažādus biotopus, piemēram, visas kosmopolītiskās sugas.

Mezotopi ieņem starpstāvokli starp stenotopiem un eiritopiem.

Jāatceras, ka suga var būt, piemēram, stenotops pēc viena faktora un eiritops pēc cita, un otrādi. Piemēram, cilvēks ir eiritops attiecībā pret gaisa temperatūru, bet stenotops pēc skābekļa satura tajā.

Biotops ir tā dabas daļa, kas ieskauj dzīvo organismu un ar kuru tas tieši mijiedarbojas. Vides sastāvdaļas un īpašības ir daudzveidīgas un mainīgas. Jebkura dzīva būtne dzīvo sarežģītā un mainīgā pasaulē, nepārtraukti pielāgojoties tai un regulējot savu dzīves darbību atbilstoši tās izmaiņām.

Organismu pielāgošanos videi sauc par adaptācijām. Spēja pielāgoties ir viena no galvenajām dzīvības īpašībām kopumā, jo nodrošina pašu tās pastāvēšanas iespēju, organismu spēju izdzīvot un vairoties. Adaptācijas izpaužas dažādos līmeņos: no šūnu bioķīmijas un atsevišķu organismu uzvedības līdz kopienu struktūrai un funkcionēšanai un ekoloģiskās sistēmas. Adaptācijas rodas un mainās sugu evolūcijas gaitā.

Atsevišķas vides īpašības vai elementus, kas ietekmē organismus, sauc par vides faktoriem. Vides faktori ir dažādi. Tie var būt nepieciešami vai, gluži pretēji, kaitīgi dzīvām būtnēm, veicināt vai kavēt izdzīvošanu un vairošanos. Vides faktoriem ir atšķirīgs darbības raksturs un specifika. Vides faktorus iedala abiotiskajos un biotiskajos, antropogēnos.

Abiotiskie faktori – temperatūra, gaisma, radioaktīvais starojums, spiediens, gaisa mitrums, ūdens sāls sastāvs, vējš, straumes, reljefs – tās visas ir nedzīvās dabas īpašības, kas tieši vai netieši ietekmē dzīvos organismus.

Biotiskie faktori ir dzīvu būtņu ietekmes uz otru formas. Katrs organisms pastāvīgi piedzīvo citu radījumu tiešu vai netiešu ietekmi, nonāk kontaktā ar savas sugas un citu sugu pārstāvjiem – augiem, dzīvniekiem, mikroorganismiem, ir atkarīgs no tiem un pats uz tiem iedarbojas. Apkārtējā organiskā pasaule - komponents katras dzīvas būtnes vidi.

Organismu savstarpējās saiknes ir biocenožu un populāciju pastāvēšanas pamatā; to izskatīšana pieder pie sinekoloģijas jomas.

Antropogēnie faktori ir cilvēku sabiedrības darbības veidi, kas izraisa izmaiņas dabā kā citu sugu dzīvotne vai tieši ietekmē to dzīvi. Cilvēces vēstures gaitā vispirms medību, bet pēc tam lauksaimniecības, rūpniecības un transporta attīstība ir ļoti mainījusi mūsu planētas dabu. Antropogēnās ietekmes nozīme uz visu Zemes dzīvo pasauli turpina strauji pieaugt.

Lai gan cilvēks ietekmē savvaļas dzīvniekiem mainoties abiotiskajiem faktoriem un sugu biotiskajām attiecībām, cilvēku aktivitāte uz planētas ir jāizceļ kā īpašs spēks, kas neiekļaujas šīs klasifikācijas ietvaros. Pašlaik gandrīz viss Zemes dzīvā seguma un visu veidu organismu liktenis ir cilvēku sabiedrības rokās un ir atkarīgs no antropogēnās ietekmes uz dabu.

Tas pats vides faktors ir atšķirīga nozīme dzīvo organismu dzīvē dažādi veidi. Piemēram, stiprs vējš ziemā ir nelabvēlīgs lieliem, brīvā dabā mītošiem dzīvniekiem, bet neskar mazākos, kas slēpjas urvos vai zem sniega. Augsnes sāļu sastāvs ir svarīgs augu barošanai, bet ir vienaldzīgs lielākajai daļai sauszemes dzīvnieku utt.

Vides faktoru izmaiņas laika gaitā var būt: 1) regulāri-periodiskas, mainot ietekmes stiprumu saistībā ar diennakts laiku vai gada sezonu vai plūdmaiņu ritmu okeānā; 2) neregulāras, bez skaidras periodiskuma, piemēram, izmaiņas laika apstākļi iekšā dažādi gadi, katastrofāla rakstura parādības - vētras, lietusgāzes, lavīnas utt.; 3) vērsta uz noteiktu, dažkārt ilgu, laika periodu, piemēram, klimata atdzišanas vai sasilšanas, ūdenstilpju aizaugšanas, pastāvīgas ganīšanas tajā pašā teritorijā utt.

Vides vides faktoriem ir dažāda ietekme uz dzīviem organismiem, tas ir, tie var darboties kā kairinātāji, kas izraisa adaptīvas fizioloģisko un bioķīmisko funkciju izmaiņas; kā ierobežotāji, padarot neiespējamu pastāvēt šajos apstākļos; kā modifikatori, kas izraisa anatomiskas un morfoloģiskas izmaiņas organismos; kā signāli, kas norāda uz izmaiņām citos vides faktoros.

Neraugoties uz vides faktoru plašo dažādību, var identificēt vairākus vispārīgus modeļus, kas raksturo to ietekmi uz organismiem un dzīvo būtņu reakciju.

1. Optimuma likums. Katram faktoram ir tikai noteiktas robežas. pozitīva ietekme uz organismiem. Mainīga faktora darbības rezultāts galvenokārt ir atkarīgs no tā izpausmes stipruma. Gan nepietiekama, gan pārmērīga faktora darbība negatīvi ietekmē indivīdu dzīvi. Labvēlīgo ietekmes spēku sauc par ekoloģiskā faktora optimuma zonu vai vienkārši par optimālu noteiktas sugas organismiem. Jo spēcīgākas ir novirzes no optimālā, jo izteiktāka ir šī faktora inhibējošā iedarbība uz organismiem (pesima zona). Faktora maksimālā un minimālā pieļaujamā vērtība ir kritiskie punkti, pēc kuriem eksistence vairs nav iespējama, iestājas nāve. Izturības robežas starp kritiskajiem punktiem sauc par dzīvo būtņu ekoloģisko valenci attiecībā pret konkrētu vides faktoru.

Dažādu al-dovu pārstāvji ļoti atšķiras viens no otra gan pēc optimālā stāvokļa, gan pēc ekoloģiskās valences. Piemēram, arktiskās lapsas no tundras var paciest gaisa temperatūras svārstības aptuveni 80°С robežās (no +30 līdz 29C). Tas pats faktora izpausmes spēks var būt optimāls vienai sugai, pessimāls citai un pārsniegt izturības robežas trešajai.

Par sugas plašo ekoloģisko valenci attiecībā pret abiotiskajiem vides faktoriem norāda, faktora nosaukumam pievienojot priedēkli "evry". Eiritermālās sugas - iztur ievērojamas temperatūras svārstības, eiribātiskās sugas - plašs spiediena diapazons, eirihalīns - dažādas sāļuma pakāpes.

Nespēju paciest būtiskas faktora svārstības jeb šauru ekoloģisko valenci raksturo priedēklis "steno" – stenotermiskas, stenobātiskas, stenohalīnas sugas uc Plašākā nozīmē sugas, kuru pastāvēšanai ir nepieciešami stingri noteikti vides apstākļi, ir sauc par stenobiontu, bet tos, kas spēj pielāgoties dažādiem vides apstākļiem - par eiribiontu.

2. Faktora darbības neskaidrība uz dažādām funkcijām. Katrs faktors dažādos veidos ietekmē dažādas ķermeņa funkcijas. Dažiem procesiem optimālais var būt pessimums citiem. Tādējādi gaisa temperatūra no 40 līdz 45 ° C aukstasiņu dzīvniekiem ievērojami palielina vielmaiņas procesu ātrumu organismā, bet kavē motorisko aktivitāti, un dzīvnieki nonāk termiskā stuporā. Daudzām zivīm ūdens temperatūra, kas ir optimāla reproduktīvo produktu nobriešanai, ir nelabvēlīga nārstam, kas notiek citā temperatūras diapazonā.

Dzīves cikls, kurā organisms noteiktos periodos pārsvarā veic noteiktas funkcijas (barošanās, augšana, vairošanās, pārvietošanās utt.), vienmēr atbilst sezonālām izmaiņām vides faktoru kompleksā. Kustīgie organismi var arī mainīt biotopus veiksmīga īstenošana visas jūsu dzīves funkcijas.

3. Atbilžu mainīgums, mainīgums un daudzveidība uz vides faktoru darbību atsevišķos sugas indivīdos. Atsevišķu indivīdu izturības pakāpe, kritiskie punkti, optimālās un pesimālās zonas nesakrīt. Šo mainīgumu nosaka gan indivīdu iedzimtās īpašības, gan dzimums, vecums un fizioloģiskās atšķirības. Piemēram, dzirnavu kodes taurenim – vienam no miltu un graudu produktu kaitēkļiem – “kritisks minimālā temperatūra kāpuriem -7°C, pieaugušām formām - 22°C, bet olām -27°C. Sals 10 ° C nogalina kāpurus, bet nav bīstami pieaugušajiem un šī kaitēkļa olām. Līdz ar to sugas ekoloģiskā valence vienmēr ir plašāka nekā katra indivīda ekoloģiskā valence.

4. Katram no vides faktoriem sugas pielāgojas salīdzinoši neatkarīgi. Tolerances pakāpe pret jebkuru faktoru nenozīmē atbilstošo sugas ekoloģisko valenci attiecībā pret citiem faktoriem. Piemēram, sugām, kas panes lielas temperatūras izmaiņas, nav arī jāpielāgojas lielām mitruma vai sāļuma svārstībām. Eiritermiskās sugas var būt stenohalīnas, stenobātiskas vai otrādi. Sugas ekoloģiskās valences attiecībā pret dažādiem faktoriem var būt ļoti dažādas. Tas rada neparasti daudzveidīgus pielāgojumus dabā. Ekoloģisko valenču kopums saistībā ar dažādiem vides faktoriem veido sugas ekoloģisko spektru.

5. Atsevišķu sugu ekoloģisko spektru nesakritība. Katra suga ir specifiska ar savām ekoloģiskajām iespējām. Pat starp sugām, kas ir tuvas adaptācijas videi, attieksmē pret jebkuriem atsevišķiem faktoriem ir atšķirības.

Sugu ekoloģiskās individualitātes likumu formulēja krievu botāniķis L. G. Ramenskis (1924) saistībā ar augiem, un pēc tam to plaši apstiprināja zooloģiskie pētījumi.

6. Faktoru mijiedarbība. Organismu optimālā izturības zona un robežas attiecībā pret jebkuru vides faktoru var tikt novirzītas atkarībā no citu vienlaikus iedarbojošo faktoru spēka un kombinācijas. Šo modeli sauc par faktoru mijiedarbību. Piemēram, karstumu ir vieglāk izturēt sausā, nevis mitrā gaisā. Salnā ar stipru vēju sasalšanas draudi ir daudz lielāki nekā mierīgā laikā. Tādējādi vienam un tam pašam faktoram kombinācijā ar citiem ir nevienlīdzīga ietekme uz vidi. Gluži pretēji, tas pats ekoloģiskais rezultāts var būt

staroja dažādos veidos. Piemēram, augu novīšanu var apturēt, gan palielinot mitruma daudzumu augsnē, gan pazeminot gaisa temperatūru, kas samazina iztvaikošanu. Tiek radīts faktoru daļējas savstarpējas aizstāšanas efekts.

Tajā pašā laikā vides faktoru darbības savstarpējai kompensācijai ir noteiktas robežas, un nav iespējams pilnībā aizstāt vienu no tām ar citu. Pilnīgs ūdens trūkums vai pat viens no galvenajiem minerālu uztura elementiem padara auga dzīvi neiespējamu, neskatoties uz vislabvēlīgāko citu apstākļu kombināciju. Ārkārtējo siltuma trūkumu polārajos tuksnešos nevar kompensēt ne ar mitruma pārpilnību, ne ar visu diennakti apgaismojumu.

Ņemot vērā vides faktoru mijiedarbības modeļus lauksaimniecības praksē, ir iespējams prasmīgi uzturēt optimālus dzīves apstākļus. kultivētie augi un mājdzīvnieki.

7. Ierobežojošo faktoru noteikums. Vides faktori, kas atrodas vistālāk no optimālā, īpaši apgrūtina sugas pastāvēšanu noteiktos apstākļos. Ja kaut viens no vides faktoriem tuvojas vai pārsniedz kritiskās vērtības, tad, neskatoties uz optimāla kombinācija citos apstākļos personām draud nāve. Šādas izteiktas novirzes no optimālajiem faktoriem kļūst par īpaši svarīgu sugas vai tās atsevišķo pārstāvju dzīvē jebkurā noteiktā laika intervālā.

Vides ierobežojošie faktori nosaka sugas ģeogrāfisko areālu. Šo faktoru būtība var būt atšķirīga. Tādējādi sugas pārvietošanos uz ziemeļiem var ierobežot siltuma trūkums, bet sausos reģionos - mitruma trūkums vai pārāk augsta temperatūra. Biotiskās attiecības, piemēram, teritorijas ieņemšana ar spēcīgāku konkurentu vai augu apputeksnētāju trūkums, var kalpot arī par izplatību ierobežojošu faktoru. Tātad vīģu apputeksnēšana pilnībā ir atkarīga no vienas kukaiņu sugas - lapsenes Blastophaga psenes. Šī koka dzimtene ir Vidusjūra. Kalifornijā ievestās vīģes nenesa augļus, līdz tur tika ievestas apputeksnētājas lapsenes. Pākšaugu izplatību Arktikā ierobežo kameņu izplatība, kas tos apputeksnē. Diksona salā, kur kameņu nav, pākšaugi gan nav sastopami temperatūras apstākļišo augu pastāvēšana tur joprojām ir pieļaujama.

Lai noteiktu, vai suga var pastāvēt noteiktā ģeogrāfiskā apgabalā, vispirms ir jānoskaidro, vai kādi vides faktori pārsniedz tās ekoloģisko valenci, jo īpaši visneaizsargātākajā attīstības periodā.

Ierobežojošo faktoru identificēšana ir ļoti svarīga lauksaimniecības praksē, jo, galvenos centienus virzot uz to novēršanu, var ātri un efektīvi palielināt ražu vai dzīvnieku produktivitāti. Tādējādi uz stipri skābām augsnēm kviešu ražu var nedaudz palielināt, pielietojot dažādas agronomiskas ietekmes, bet vislabākais efekts tiks iegūts tikai kaļķošanas rezultātā, kas noņems skābuma ierobežojošos efektus. Tādējādi ierobežojošo faktoru pārzināšana ir organismu dzīves kontroles atslēga. Dažādos indivīdu dzīves posmos dažādi faktori vide, tāpēc nepieciešama prasmīga un pastāvīga kultivēto augu un dzīvnieku dzīves apstākļu regulēšana.