Неоднозначность действия факторов на разные функции - Экологический фактор
Закон неоднозначного действия фактора на разные функции, согласно которому каждый экологический фактор неодинаково влияет на разные функции организма; оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других.
Поскольку факторы среды, действующие одновременно, обладают разной силой воздействия, то жизнедеятельность организма будет зависеть от тех факторов, которые больше всего отклоняются от зоны оптимума, и если хотя бы один из них выйдет за пределы выносливости, то организм погибнет. Факторы, которые определяют жизнедеятельность организма в данной среде, называются ограничивающими или лимитирующими. Ряд ученых в разное время занимались изучением лимитирующих факторов, в результате чего были сформулированы законы о лимитирующих факторах [4].
"Закон минимума". Впервые изучением лимитирующих факторов занимался немецкий химик Ю. Либих. Он изучал влияние разнообразных факторов на рост растений и установил, что урожай культур лимитируется не теми элементами питания, которые требуются в больших количествах и которых в почве достаточно, а теми, которые требуются в малых количествах и которых в почве недостаточно. На основании этих наблюдений он в 1840 году сформулировал следующий закон: "Рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве", который получил название "закон минимума". Исследования в этой области показали, что для успешного применения данного закона на практике необходимо учитывать два вспомогательных принципа.
- 1. "Закон минимума" строго применим только в условиях стационарного состояния, т. е. когда приток и отток энергии и вещества в среде сбалансированы. Если нет стационарного состояния, эффект минимума отсутствует. 2. В среде между факторами происходит взаимодействие, в результате которого один фактор может частично заменять лимитирующий фактор и тогда последний перестает быть лимитирующим. Например, потребность в цинке у некоторых растений в тени ниже, чем на свету, значит, в тени цинк с меньшей вероятностью может быть лимитирующим фактором.
Дальнейшие исследования в области аутэкологии показали, что "закон минимума" справедлив не только для растений, но и для животных и человека. Позже этот закон был истолкован следующим образом: "Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей", т. е. жизненные возможности организма лимитируются экологическими факторами, количество и качество которых близко к необходимому организму минимуму. Дальнейшее снижение или ухудшение этих факторов ведет организм к гибели.
Концепция лимитирующих факторов была дополнена в XX веке еще двумя законами, поскольку изучение взаимодействия организма со средой показало, что ответная реакция организма на изменение силы экологического фактора описывается куполообразной кривой.
"Закон ограничивающих факторов". Этот закон был установлен в 1909 году Ф. Блэкманом и формулируется следующим образом: "Факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальное значение, особенно затрудняют (ограничивают) возможность существования вида в данных условиях, вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других отдельных условий". Однако, как уже указывалось выше, пессимальное значение фактор может иметь как при низкой, так и при высокой силе воздействия. Поэтому "закон ограничивающих факторов" не дает однозначного ответа, какой из факторов, имеющих пессимальные значения, максимальный или минимальный по силе, является лимитирующим [13].
"Закон толерантности". Этот закон был установлен американским ученым В. Шелфордом в 1913 году. Он формулируется следующим образом: "Лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору, а в конкретной ситуации тот из них, который ближе к пределам толерантности". Для успешного применения этого закона следует учитывать ряд вспомогательных принципов.
- 1. Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого фактора. 2. Организмы с широкими пределами толерантности практически ко всем факторам обычно наиболее широко распространены и образуют экотипы, отличающиеся по положению зоны оптимума в пределах толерантности. 3. Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам. Например, при лимитирующем содержании азота в почве снижается засухоустойчивость у злаков. 4. В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному диапазону того или иного фактора. Пользоваться оптимальными условиями среды организмам часто мешают межпопуляционные и внутрипопуляционные взаимоотношения, т. е. межвидовые и внутривидовые биотические факторы. Например, при большом количестве сорняков культурные растения не могут в полной мере использовать солнечную энергию, воду и элементы питания, аналогично как и при слишком густом посеве культурных растений. 5. Начальные этапы развития организмов обычно являются критическими, т. к. многие факторы среды в этот период часто становятся лимитирующими в силу того, что пределы толерантности для развивающихся особей обычно уже, чем для взрослых организмов. Например, взрослое растение кипариса может расти на сухом нагорье и "по колено в воде", тогда как прорастание семян и развитие проростков возможно только в умеренно увлажненной почве [2].
Ценность концепции лимитирующих факторов состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций в природе. Основное внимание следует уделять тем факторам, которые функционально важны для организма на каких-то этапах его жизненного цикла. Тогда удастся довольно точно предсказать результат изменений среды. Для этого нужно:
- 1. Путем наблюдений, анализа, эксперимента обнаружить функционально важные для организма факторы. 2. Определить, как эти факторы влияют на особей, популяции, сообщества.
Чтобы определить, сможет ли вид существовать в данном регионе, нужно выяснить, не выходят ли какие-либо лимитирующие факторы среды за пределы его экологической валентности, особенно в период размножения и развития.
Выявление лимитирующих факторов очень важно в практике сельского хозяйства, т. к., направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность растений или продуктивность животных. Таким образом, знание законов о лимитирующих факторах является ключом к управлению жизнедеятельностью организмов в природе и хозяйстве.
Похожие статьи
-
Схема действия экологического фактора - Экологический фактор
Воздействие экологических факторов на живой организм весьма многообразно. Одни факторы оказывают более сильное влияние, другие действуют слабее; одни...
-
Закономерности действия экологических факторов - Экологический фактор
Понятие условий экология заменила понятием фактора. Любой организм в среде своего обитания подвергается воздействию самых разнообразных климатических,...
-
Экологические факторы - Основы общей экологии
Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды обитания. Множество отдельных компонентов среды, влияющих на...
-
Экологические факторы среды и их классификация - Общая экология
Множество отдельных элементов среды обитания, влияющих на организмы хотя бы на одной из стадий индивидуального развития, называются Экологическими...
-
Основные приспособления к действию неблагоприятных факторов - Экологический фактор
Организмы, живущие в разных частях своего ареала, имеют различные приспособительные особенности, поэтому виды с широким географическим распространением...
-
Основные экологические факторы в городах
В данной статье приводятся данные основных экологических факторов городской среды. В условиях увеличения техногенных нагрузок санитарно-гигиеническая...
-
Биотические факторы., Гетеротипические реакции: - Воздействие экологических факторов на организм
Это совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие. В целом, взаимоотношения между организмами можно разделить на прямые (заключаются...
-
Основные экологические факторы в городах существенно отличаются от тех, которые влияют на растения в естественной обстановке. Чаще всего обращают...
-
Среда обитания организма - это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы...
-
Экологическая ниша -- это совокупность факторов среды, в пределах которых обитает тот или иной вид организмов, его место в природе, в пределах которого...
-
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ - Основы экологии
В природных условиях организм подвержен воздействию многочисленных факторов. Если действие одного фактора описывается соответствующей функцией, то...
-
Заключение - Воздействие экологических факторов на организм
Любой экологический фактор динамичен, изменчив во времени и пространстве. Теплое время года с правильной периодичностью сменяется холодным; в течение...
-
Экологические факторы _ это такие свойства компонентов экосистемы и ее внешней среды, которые оказывают влияние на особи данной популяции, а также на...
-
Воздействие экологических факторов на организм - Воздействие экологических факторов на организм
Наше знакомство с экологией мы начинаем, пожалуй, с одного из самых разработанных и изученных разделов - аутэкологии. Внимание аутэкологии...
-
Понятие о среде обитания и экологических факторах - Вода как фактор среды обитания
Среда обитания Организма - это совокупность аблотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы...
-
Классические и современные классификации экологических факторов - Экологический фактор
Среда обитания каждого организма многообразна и изменчива. Она слагается из множества элементов живой и неживой природы и элементов, привносимых...
-
Атмосфера. Воздух - источник кислорода для дыхания и углекислого газа для фотосинтеза. Он защищает биосферу от вредных космических излучений и...
-
Основные биотические факторы - Общая экология
Ареалы распространения и численность организмов каждого вида ограничиваются не только условиями внешней неживой среды, но и их отношениями с организмами...
-
Основные абиотические факторы - Общая экология
Напомним еще раз, что абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. На Слайде 3 приведена...
-
Виды факторов - Роль экологических факторов в динамике численности организмов
Все экологические факторы среды жизни можно разделить на три основные группы: абиотические (факторы неживой природы), биотические (факторы живой природы)...
-
Экологические стандарты Размышляя об экологии, нельзя не сказать об экологических стандартах. Грань, отделяющая сегодняшнее состояние нашей планеты от...
-
Экологические факторы - Экологические аспекты безопасности жизнедеятельности
Экологические факторы - это любые факторы среды, на которые организм реагирует приспособительными реакциями. Среда - одно из основных экологических...
-
Комплексный характер экологических проблем требует комплексного государственного управления в области охраны окружающей среды. Ниже перечислим функции...
-
Биотоп - Развитие экосистем, экологические факторы
Биотоп - (греч. bios - жизнь и topos - место) относительно однородное по экологическим факторам местообитание, занятое одним и тем же биогеоценозом. В...
-
Комплексный характер экологических проблем требует комплексного государственного управления в области охраны окружающей среды. Ниже перечислим функции...
-
Состав и функциональная структура экосистемы - Экологический фактор
Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение неразделимо связаны друг с другом, находятся в постоянном взаимодействии. Любая единица...
-
СВЕТ, КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР - Основы экологии
Свет - это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Он участвует в фотосинтезе, обеспечивая создание растительностью Земли...
-
АДАПТАЦИЯ К ТЕМПЕРАТУРЕ, КАК ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ ФАКТОРУ - Основы экологии
Тепловой режим - важнейшее условие существования живых организмов, так как все физиологические процессы в них возможны при определенных условиях. Главным...
-
ПОНЯТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА. КЛАССИФИКАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ - Основы экологии
Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы подразделяется на две большие группы:...
-
Экологический паспорт предприятия-природопользователя - Экологические факторы
Правовая основа и предназначение экологического паспорта предприятия. Осуществление действенных природоохранных мероприятий на уровне отдельного...
-
Автотрофы, консументы, редуценты - Экологический фактор
Живое население экосистемы называется биотой, которая различается в разных экосистемах. Эколога интересует в первую очередь не систематический состав...
-
Фенотипическая изменчивость - Развитие экосистем, экологические факторы
Фенотипическая изменчивость - это изменение организмов под действием факторов среды и эти изменения не наследуются. Эта изменчивость не затрагивает гены...
-
Экологические факторы - Развитие экосистем, экологические факторы
Экологические факторы - это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они подразделяются на...
-
Введение - Экологический фактор
С развитием цивилизации по мере ускорения темпов научно-технического прогресса человек во многом преуспел в освоении природных ресурсов, покорении и...
-
Роль экологической функции в деятельности государства Экологический фактор оказывает определенное влияние на эволюцию функций государства, суть которого...
-
АДАПТАЦИЯ К ВЛАГООБЕСПЕЧЕННОСТИ, КАК ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ ФАКТОРУ - Основы экологии
Водный режим. Дефицит влаги - одна из наиболее существенных особенностей наземно-воздушной среды жизни. Эволюция наземных организмов проходила путем...
-
Эта среда относится к наиболее сложной как по свойствам, так и по разнообразию в пространстве. Для нее характерна низкая плотность воздуха, большие...
-
Сущность этого правила заключается в том, что фактор, находящийся в недостатке или избытке (вблизи критических точек) отрицательно влияет на организмы и,...
-
Классификация абиотических факторов среды. И воздействия на растения
Абиотическими факторами следует называть все физико-химические воздействия, которые испытывает организм со стороны среды как необходимые для его жизни,...
-
Балканский кризис и начало экологических войн
Балканский кризис и начало экологических войн В 1999 году человечество оказалось перед качественно новой реальностью. Еще в конце 60-х годов после...
Неоднозначность действия факторов на разные функции - Экологический фактор