Реакция организмов на влияние абиотических факторов. Законы воздействия экологических факторов на живые организмы. Схема действия эколог

 
 
 
 
 
План: 
 
I.Введение 
II. Реакция организмов на влияние абиотических факторов. 
III.Законы воздействия экологических факторов на живые организмы IV.Схема действия экологического фактора на жизнедеятельность организмов.. 
V.Заключение. 
VI.Список литературы.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Воздействие экологических  факторов на живой организм весьма многообразно. Одни факторы оказывают  более сильное влияние, другие действуют  слабее; одни влияют на все стороны  жизни, другие — на определенный жизненный  процесс. Тем не менее в характере их воздействия на организм и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей, которые укладываются в некоторую общую схему действия экологического фактора на жизнедеятельность организма. 
В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Однако, как выяснилось позже, лимитирующим может быть не только недостаток, но и избыток фактора, например, гибель урожая из-за дождей, перенасыщение почвы удобрениями и т.п. Понятие о том, что наравне с минимумом лимитирующим фактором может быть и максимум, ввел спустя 70 лет после Либиха американский зоолог В.Шелфорд, сформулировавший закон толерантности. Согласно закону толерантности лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) или экологическую валентность организма к данному фактору. 
 Схема действия экологического фактора на жизнедеятельность организмов: 1, 2. 3 — точки минимума, оптимума и максимума соответственно; I, II, III—зоны пессимума, нормы и оптимума соответственно. 
Точка 2 на оси абсцисс, соответствующая наилучшим показателям жизнедеятельности организма, означает наиболее благоприятную для организма величину воздействующего фактора — это точка оптимума. Для большинства организмов определить оптимальное значение фактора с достаточной точностью зачастую трудно, поэтому принято говорить о зоне оптимума.Крайние участки кривой, выражающие состояние угнетения организмов при резком недостатке или избытке фактора, называютобластями пессимума или стресса. Вблизи критических точек лежат сублетальные величины фактора, а за пределами зоны выживания —летальные. 

Подобная закономерность реакции организмов на воздействие  экологических факторов позволяет  рассматривать ее какфундаментальный биологический принцип: для каждого вида растений и животных существует оптимум, зона нормальной жизнедеятельности, пессимальные зоны и пределы выносливости по отношению к каждому фактору среды.

Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения. Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно.

Принцип лимитирующих факторов справедлив для всех типов живых  организмов - растений, животных, микроорганизмов  и относится как к абиотическим, так и к биотическим факторам. Например, лимитирующим фактором для  развития организмов данного вида может  стать конкуренция со стороны  другого вида. В земледелии лимитирующим фактором часто становятся вредители, сорняки, а для некоторых растений лимитирующим фактором развития становится недостаток (или отсутствие) представителей другого вида. Например, в Калифорнию из средиземноморья завезли новый  вид инжира, но он не плодоносил, пока оттуда же не завезли единственный для него вид пчел-опылителей.

В соответствии с законом  толерантности любой избыток  вещества или энергии оказывается  загрязняющим среду началом. Так, избыток  воды даже в засушливых районах вреден и вода может рассматриваться  как обычный загрязнитель, хотя в  оптимальных количествах она  просто необходима. В частности, избыток  воды препятствует нормальному почвообразованию в черноземной зоне. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Широкую экологическую валентность  вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением  к названию фактора приставки "эври", например, животные, способные выносить значительные колебания температуры, называются эвритермными. Неспособность  переносить значительные колебания  факторов или низкая экологическая  валентность характеризуется приставкой "стено", например, стенотермные животные. Небольшие изменения температуры мало сказываются на эвритермных организмах и могут оказаться гибельными для стенотермных.

Виды, для существования  которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенобиотными, а виды, приспосабливающиеся к экологической обстановке с широким диапазоном изменения параметров, - эврибиотными.

Предел толерантности  организма изменяется при переходе из одной стадии развития в другую. Часто молодые организмы оказываются  более уязвимыми и более требовательными  к условиям среды, чем взрослые особи. Наиболее критическим с точки  зрения воздействия разных факторов является период размножения: в этот период многие факторы становятся лимитирующими. Экологическая валентность для  размножающихся особей, семян, эмбрионов, личинок, яиц обычно уже, чем для  взрослых не размножающихся растений или животных того же вида. Например, многие морские животные могут переносить солоноватую или пресную воду с высоким содержанием хлоридов, поэтому они часто заходят  в реки вверх по течению. Но их личинки  не могут жить в таких водах, так  что вид не может размножаться в реке и не обосновывается здесь  на постоянное местообитание. Многие птицы  летят выводить птенцов в места  с более теплым климатом и т.п.

До сих пор речь шла  о пределе толерантности живого организма по отношению к одному фактору, но в природе все экологические  факторы действуют совместно.

Оптимальная зона и пределы  выносливости организма по отношению  к какому-либо фактору среды могут  смещаться в зависимости от того, в каком сочетании действуют  одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействия экологических факторов. Например, известно, что жару легче переносить при сухом, а не влажном воздухе; угроза замерзания значительно выше при низкой температуре с сильным ветром, чем в безветренную погоду. Для роста растений необходим, в частности, такой элемент, как цинк, именно он часто оказывается лимитирующим фактором. Но для растений, растущих в тени, потребность в нем меньше, чем для находящихся на солнце. Происходит так называемая компенсация действия факторов.

Однако взаимная компенсация  имеет определенные пределы и  полностью заменить один из факторов другим нельзя. Полное отсутствие воды или хотя бы одного из необходимых  элементов минерального питания  делает жизнь растений невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий. Отсюда следует вывод, что все условия среды, необходимые для поддержания жизни, играют равную роль и любой фактор может ограничивать возможности существования организмов - это закон равнозначности всех условий жизни.

Известно, что каждый фактор неодинаково влияет на разные функции  организма. Условия, оптимальные для  одних процессов, например для роста  организма, могут оказаться зоной  угнетения для других, например для  размножения, и выходить за пределы  толерантности, то есть приводить к  гибели, для третьих. Поэтому жизненный  цикл, в соответствии с которым  организм в определенные периоды  осуществляет преимущественно те или  иные функции - питание, рост, размножение, расселение, - всегда согласован с сезонными  изменениями факторов среды, как  например с сезонностью в мире растений, обусловленной сменой времен года. 
Среди законов, определяющих взаимодействие индивида или особи с окружающей его средой, выделим правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма. Оно утверждает, что вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Каждый вид живого возник в определенной среде, в той или иной степени приспособился к ней и дальнейшее существование вида возможно лишь в данной или близкой к ней среде. Резкое и быстрое изменение среды жизни может привести к тому, что генетические возможности вида окажутся недостаточными для приспособления к новым условиям. На этом, в частности, основана одна из гипотез вымирания крупных пресмыкающихся с резким изменением абиотических условий на планете: крупные организмы менее изменчивы, чем мелкие, поэтому для адаптации им нужно гораздо больше времени. В связи с этим коренные преобразования природы опасны для ныне существующих видов, в том числе и для самого человека. 
Вместе с тем ни один из необходимых организму экологических факторов не может быть полностью заменен другим. Отсутствие света делает жизнь растений невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий. Поэтому если значение хотя бы одного из жизненно необходимых экологических факторов приближается к критической величине или выходит за ее пределы (ниже минимума или выше максимума), то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, особям грозит гибель. Такие факторы называются ограничивающими (лимитирующими).Природа ограничивающих факторов может быть различной. Например, угнетение травянистых растений под пологом буковых лесов, где при оптимальном тепловом режиме, повышенном содержании углекислого газа, богатых почвах возможности развития трав ограничиваются недостатком света. Изменить такой результат можно только воздействием на ограничивающий фактор. Ограничивающие факторы среды определяют географический ареал вида. Так, продвижение вида на север может лимитироваться недостатком тепла, а в районы пустынь и сухих степей — недостатком влаги или слишком высокими температурами. Фактором, ограничивающим распространение организмов, могут служить и биотические отношения, например занятость территории более сильным конкурентом или недостаток опылителей для цветковых растений. Выявление ограничивающих факторов и устранение их действия, т. е. оптимизация среды обитания живых организмов, составляет важную практическую цель в повышении урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности домашних животных.

 Схема действия экологического фактора  на жизнедеятельность организмов: 1, 2. 3 — точки минимума, оптимума и максимума соответственно; I, II, III—зоны пессимума, нормы и оптимума соответственно. 
 
 
 
 
 
Список  литературы: 
 
 
 
1. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2 т. - М.:Мир, 1993.

2. Одум Ю. Экология: В 2 т. - М.: Мир, 1986.

3. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека Среды: Словарь-справочник . - М.:Просвещение, 1992. - 320 с.

4. Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология. - М.: Высш. шк., 1988. - 272 с.

5. Захаров Е.И., Качурин Н.М., Панферова И.В. Основы общей экологии:Учеб. пособие. - Тула: ТулГТУ, 1992. - 96 с.