Екологічний зріз: правило оптимуму
- замість введення
- Закономірності впливу екологічних факторів на організми
- правило оптимуму
- Закон мінімуму Лібіха
- Закон толерантності Шелфорда
- Взаємодія екологічних факторів
- Післямова
Тема впливу людини на екологію і екології на життя на планеті сьогодні дуже актуальна. Все більше говориться про негативний вплив діяльності людини на природу, глобальне потепління, загрозу зникнення деяких видів тварин, забруднення світового океану і т.д. Ми ж, будучи тими, кому все це далеко не байдуже, не можемо не присвятити одну з наших статей екологічній темі.
Нижче ми поговоримо про те, як можуть впливати екологічні фактори на живі організми, що допоможе кожному з нас зробити певні висновки.
замість введення
Незважаючи на те, що різноманіття екологічних факторів просто величезна, а природа їх походження нерідко може відрізнятися, є такі закономірності і правила впливу цих екологічних факторів на живі організми, які є універсальними.
Яким би не був екологічний фактор, впливати на живі організми він буде так:
- Відбуваються зміни в географічному поширенні видів
- Відбуваються зміни в плодючості і смертності видів
- Виникає міграція видів
- У видів з'являються пристосувальні якості та адаптації
Однак максимально ефективно діяти фактор буде в тому випадку, якщо його значення є для організму оптимальним, а не критичним. Вплив же фактора буде позначатися абсолютно на всіх живих організмах, в тому числі і на людину.
Закономірності впливу екологічних факторів на організми
Далі нами будуть розглянуті основні закономірності впливу екологічних факторів на організми:
- правило оптимуму
- Закон мінімуму Лібіха
- Закон толерантності Шелфорда
правило оптимуму
В першу чергу слід сказати про те, що результат дії екологічного чинника залежить від того, наскільки він інтенсивний. Найбільш сприятливий діапазон впливу називається зоною оптимуму, що гарантує нормальну життєдіяльність. І якщо дія фактора відхиляється від зони оптимуму, то виявляється негативний вплив на життєдіяльність популяції виду, тобто фактор переходить в зону пригнічення.
Мінімальні і максимальні значення фактора називаються критичними точками, поза межами яких організм існувати вже не може. Діапазон впливу екологічного чинника між критичними точками - це зона толерантності організму щодо конкретного чинника.
Якщо, наприклад, відобразити дію фактора графічно, то точка на осі X, яка буде відповідати кращому показнику життєдіяльності організму, буде оптимальним розміром фактора або просто точкою оптимуму. Однак визначити її дуже важко, тому частіше в розрахунок береться зона оптимуму або зона комфорту .
З цього випливає, що точки, відповідні мінімальним, максимальним і оптимальним показниками, є кардинальними точками, що визначають можливі варіанти реагування організму на конкретний фактор. І якщо середовище характеризується такими умовами, де фактор або кілька факторів виходять закордону зони оптимуму і діють на організм гнітюче, то вона буде екстремальною середовищем.
Представлені закономірності і є правилом оптимуму.
Закон мінімуму Лібіха
Для підтримки життєдіяльності живих організмів потрібно, щоб умови середовища поєднувалися певним чином. Наприклад, коли середовище має всі сприятливими умовами, крім одного, це одна умова грає вирішальну роль в житті конкретного організму. З огляду на те, що він обмежує розвиток організму, його слід називати лімітуючим фактором. Іншими словами, лімітуючим є екологічний фактор із значенням, що виходять за межі виживання виду.
Спочатку вчені зупинили, що розвиток живих організмів лімітується недоліком якогось одного елемента (світла, вологи, мінеральних солей і т.д.). Однак в середині XIX століття німецьким хіміком-органіком Юстасом Лібіх було вперше експериментально доведено, що ріст рослин залежить від компонента харчування, спочатку присутнього в мінімальній кількості. Дане явище отримало назву закону мінімуму Лібіха.
Якщо ж дати цим законом сучасну формулювання, то виглядати вона буде наступним чином: витривалість живого організму визначає найслабша ланка в ланцюжку його екологічних потреб.
Закон толерантності Шелфорда
Через 70 років після відкриття закону мінімуму Лібіха було встановлено, що обмежуючого впливу виявляється не тільки недоліком, але і надлишком чинника (рясні дощі гублять урожай, грунт стає неродючому від перенасичення добривами і т.п.).
Ця ідея була введена американським зоологом Віктором Шелфорд, який і сформулював закон толерантності. Цей закон звучить так: роль лімітує фактора процвітання організму може виконувати і мінімум, і максимум екологічного впливу, а наявний між ними діапазон вказує на межу толерантності (величину витривалості) або екологічну валентність організму до конкретного екологічного фактору.
Сам же принцип обмежуючих факторів застосуємо до будь-яких типів живих організмів: тваринам і рослинами, біотичних і абіотичних формам. Наприклад, конкуренція одного виду з іншим - це фактор, що лімітує; бур'яни, шкідники або недостатня популяція іншого виду - це теж лімітуючі фактори. Однак, виходячи із закону толерантності, якщо якась речовина або енергія присутні в середовищі в надлишку, починається забруднення середовища.
Що ж стосується межі витривалості організму, то виміряти його можна на стадії переходу від однієї стадії розвитку до іншої, тому що нерідко молоді особини є більш вимогливими до середовища і вразливими, ніж дорослі. Самим же критичним з позиції впливу будь-яких чинників можна назвати саме період розмноження, коли безліч чинників набувають статусу лімітують.
Слід також зазначити, що все, сказане до цього, щодо витривалості організму, стосувалося лише одного фактора, однак для живої природи характерно спільна дія всіх екологічних факторів.
Взаємодія екологічних факторів
Зсув найоптимальнішою зони і меж толерантності живого організму щодо якогось екологічного фактора залежить від поєднання дій інших чинників. Цей феномен називається констеляцією або взаємодією екологічних факторів.
Наприклад, кожен знає, що спекотна погода набагато легше переноситься, коли повітря сухе, а не вологий; замерзнути при низькій температурі можна швидше, коли дме вітер; зростаючі в тіні рослини менше потребують цинку, ніж рослини, що ростуть на сонці і т.д. Говорячи трохи інакше, має місце компенсація дії екологічних факторів.
Але ця компенсація обмежена, адже один фактор не здатний на 100% замінити інший. Якщо не буде води або одного з живильних елементів, то рослини загинуть, навіть якщо інші фактори будуть знаходитися в ідеальному поєднанні. І з цього можна зробити висновок, що кожна умова середовища, яке підтримує життя, має однакове значення, а лімітувати існування живого організму може будь-який фактор. Цей закон називається законом рівнозначності умов життя.
У величезній кількості законів, які визначають взаємодію особини або людини з навколишнім середовищем, можна також виділити і правило відповідності умов середовища генетичної зумовленості організму. Згідно з цим правилом, існування якого-небудь виду обумовлено відповідністю навколишнього природного середовища його генетичним потенціалом адаптації до змін і коливань.
Післямова
Будь-який з видів живих організмів з'явився в конкретному середовищі, в якійсь мірі до неї адаптувався і продовження його життя можливо лише в ній або в максимально до неї близькою. Швидкі і різкі зміни середовища проживання можуть стати причиною того, що організм просто не зможе до неї пристосуватися, тому що його генетичний адаптивний потенціал виявиться недостатнім для цього.
І це є однією з основних гіпотез, що пояснюють вимирання великих плазунів через різкої зміни екологічних умов на планеті, адже пристосуватися великим організмам набагато складніше, ніж дрібним, і адаптація вимагає величезних витрат часу. Виходячи з цього, серйозні перетворення навколишнього середовища становлять загрозу для будь-якого живої істоти на планеті, і для людини в тому числі.
Бережіть природу і намагайтеся зберігати чистоту не тільки всередині себе, а й зовні!