Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей.
1. Закон оптимума.
Каждый фактор имеет определенные пределы положительного влияния на организмы (рис. 1). Результат действия переменного фактора зависит прежде всего от силы его проявления. Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей. Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума экологического фактора или просто оптимумом для организмов данного вида. Чем сильнее отклонения от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организмы (зона пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование уже невозможно, наступает смерть. Пределы выносливости между критическими точками называют экологической валентностью живых существ по отношению к конкретному фактору среды.
Рис. 1. Схема действия факторов среды на живые организмы
Представители разных видов сильно отличаются друг от друга как по положению оптимума, так и по экологической валентности. Так, например, песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха в диапазоне более 80 °C (от +30 до ‑55 °C), тогда как тепловодные рачки Copilia mirabilis выдерживают изменения температуры воды в интервале не более 6 °C (от +23 до +29 °C). Одна и та же сила проявления фактора может быть оптимальной для одного вида, пессимальной - для другого и выходить за пределы выносливости для третьего (рис. 2).
Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки «эври». Эвритермные виды - выносящие значительные колебания температуры, эврибатные - широкий диапазон давления, эвригалинные - разную степень засоления среды.
Рис. 2. Положение кривых оптимума на температурной шкале для разных видов:
1, 2 - стенотермные виды, криофилы;
3-7 - эвритермные виды;
8, 9 - стенотермные виды, термофилы
Неспособность переносить значительные колебания фактора, или узкая экологическая валентность, характеризуется приставкой «стено» - стенотермные, стенобатные, стеногалинные виды и т. д. В более широком смысле слова виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенобионтными, а те, которые способны приспосабливаться к разной экологической обстановке, - эврибионтными.
Условия, приближающиеся по одному или сразу нескольким факторам к критическим точкам, называют экстремальными.
Положение оптимума и критических точек на градиенте фактора может быть в определенных пределах сдвинуто действием условий среды. Это регулярно происходит у многих видов при смене сезонов года. Зимой, например, воробьи выдерживают сильные морозы, а летом гибнут от охлаждения при температуре чуть ниже нуля. Явление сдвига оптимума по отношению к какому‑либо фактору носит название акклимации. В отношении температуры это хорошо известный процесс тепловой закалки организма. Для температурной акклимации необходим значительный период времени. Механизмом является смена в клетках ферментов, катализирующих одни и те же реакции, но при разных температурах (так называемые изоферменты). Каждый фермент кодируется своим геном, следовательно, необходимо выключение одних генов и активация других, транскрипция, трансляция, сборка достаточного количества нового белка и т. п. Общий процесс занимает в среднем около двух недель и стимулируется переменами в окружающей среде. Акклимация, или закалка, - важная адаптация организмов, происходит при постепенно надвигающихся неблагоприятных условиях или при попадании на территории с иным климатом. Она является в этих случаях составной частью общего процесса акклиматизации.
2. Неоднозначность действия фактора на разные функции.
Каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма (рис. 3). Оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других. Так, температура воздуха от +40 до +45 °C у холоднокровных животных сильно увеличивает скорость обменных процессов в организме, но тормозит двигательную активность, и животные впадают в тепловое оцепенение. Для многих рыб температура воды, оптимальная для созревания половых продуктов, неблагоприятна для икрометания, которое происходит при другом температурном интервале.
Рис. 3. Схема зависимости фотосинтеза и дыхания растения от температуры (по В. Лархеру, 1978): t мин, t опт, t макс - температурный минимум, оптимум и максимум для прироста растений (заштрихованная область)
Жизненный цикл, в котором в определенные периоды организм осуществляет преимущественно те или иные функции (питание, рост, размножение, расселение и т. п.), всегда согласован с сезонными изменениями комплекса факторов среды. Подвижные организмы могут также менять места обитания для успешного осуществления всех своих жизненных функций.
3. Разнообразие индивидуальных реакций на факторы среды. Степень выносливости, критические точки, оптимальная и пессимальные зоны отдельных индивидуумов не совпадают. Эта изменчивость определяется как наследственными качествами особей, так и половыми, возрастными и физиологическими различиями. Например, у бабочки мельничной огневки - одного из вредителей муки и зерновых продуктов - критическая минимальная температура для гусениц ‑7 °C, для взрослых форм ‑22 °C, а для яиц ‑27 °C. Мороз в ‑10 °C губит гусениц, но не опасен для имаго и яиц этого вредителя. Следовательно, экологическая валентность вида всегда шире экологической валентности каждой отдельной особи.
4. Относительная независимость приспособления организмов к разным факторам. Степень выносливости к какому‑нибудь фактору не означает соответствующей экологической валентности вида по отношению к остальным факторам. Например, виды, переносящие широкие изменения температуры, совсем не обязательно должны также быть приспособленными к широким колебаниям влажности или солевого режима. Эвритермные виды могут быть стеногалинными, стенобатными или наоборот. Экологические валентности вида по отношению к разным факторам могут быть очень разнообразными. Это создает чрезвычайное многообразие адаптации в природе. Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида.
5. Несовпадение экологических спектров отдельных видов. Каждый вид специфичен по своим экологическим возможностям. Даже у близких по способам адаптации к среде видов существуют различия в отношении к каким‑либо отдельным факторам.
Рис. 4. Изменение участия в луговых травостоях отдельных видов растений в зависимости от увлажнения (по Л. Г. Раменскому и др., 1956): 1 - клевер луговой; 2 - тысячелистник обыкновенный; 3 - келерия Делявина; 4 - мятлик луговой; 5 - типчак; 6 - подмаренник настоящий; 7 - осока ранняя; 8 - таволга обыкновенная; 9 - герань холмовая; 10 - короставник полевой; 11 - козлобородник коротконосиковый
Правило экологической индивидуальности видов сформулировал русский ботаник Л. Г. Раменский (1924) применительно к растениям (рис. 4), затем оно широко было подтверждено и зоологическими исследованиями.
6. Взаимодействие факторов. Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому‑либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы (рис. 5). Эта закономерность получила название взаимодействия факторов. Например, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе. Угроза замерзания значительно выше при морозе с сильным ветром, чем в безветренную погоду. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологическое воздействие. Наоборот, один и тот же экологический результат может быть получен разными путями. Например, увядание растений можно приостановить путем как увеличения количества влаги в почве, так и снижения температуры воздуха, уменьшающего испарение. Создается эффект частичного взаимозамещения факторов.
Рис. 5. Смертность яиц соснового шелкопряда Dendrolimus pini при разных сочетаниях температуры и влажности
Вместе с тем взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы, и полностью заменить один из них другим нельзя. Полное отсутствие воды или хотя бы одного из основных элементов минерального питания делает жизнь растения невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий. Крайний дефицит тепла в полярных пустынях нельзя восполнить ни обилием влаги, ни круглосуточной освещенностью.
Учитывая в сельскохозяйственной практике закономерности взаимодействия экологических факторов, можно умело поддерживать оптимальные условия жизнедеятельности культурных растений и домашних животных.
7. Правило ограничивающих факторов. Возможности существования организмов в первую очередь ограничивают те факторы среды, которые наиболее удаляются от оптимума. Если хотя бы один из экологических факторов приближается или выходит за пределы критических величин, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, особям грозит гибель. Любые сильно уклоняющиеся от оптимума факторы приобретают первостепенное значение в жизни вида или отдельных его представителей в конкретные отрезки времени.
Ограничивающие факторы среды определяют географический ареал вида. Природа этих факторов может быть различной (рис. 6). Так, продвижение вида на север может лимитироваться недостатком тепла, в аридные районы - недостатком влаги или слишком высокими температурами. Ограничивающим распространение фактором могут служить и биотические отношения, например занятость территории более сильным конкурентом или недостаток опылителей для растений. Так, опыление инжира всецело зависит от единственного вида насекомых - осы Blastophaga psenes. Родина этого дерева - Средиземноморье. Завезенный в Калифорнию инжир не плодоносил до тех пор, пока туда не завезли ос‑опылителей. Распространение бобовых в Арктике ограничивается распределением опыляющих их шмелей. На острове Диксон, где нет шмелей, не встречаются и бобовые, хотя по температурным условиям существование там этих растений еще допустимо.
Рис. 6. Глубокий снежный покров - лимитирующий фактор в распространении оленей (по Г. А. Новикову, 1981)
Чтобы определить, сможет ли вид существовать в данном географическом районе, нужно в первую очередь выяснить, не выходят ли какие‑либо факторы среды за пределы его экологической валентности, особенно в наиболее уязвимый период развития.
Выявление ограничивающих факторов очень важно в практике сельского хозяйства, так как, направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность растений или производительность животных. Так, на сильно кислых почвах урожай пшеницы можно несколько увеличить, применяя разные агрономические воздействия, но наилучший эффект будет получен только в результате известкования, которое снимет ограничивающие действия кислотности. Знание ограничивающих факторов, таким образом, ключ к управлению жизнедеятельностью организмов. В разные периоды жизни особей в качестве ограничивающих выступают различные факторы среды, поэтому требуется умелое и постоянное регулирование условий жизни выращиваемых растений и животных.
| |
2.2. Адаптации организмов
2.4. Принципы экологической классификации организмов
Среда обитания организма – совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, а организмы при этом приспосабливаются к этим изменениям.
Приспособления к постоянно меняющимся (в течение суток, года. жизни) условиям среды обитания, называются адаптациями. Они проявляются на всех уровнях организации живого – от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Изучение адаптаций организмов и экосистем к условиям жизни – одна из главных задач экологии.
Воздействие среды воспринимается организмами через её факторы, которые называются экологическими. Экологические факторы – это определённые условия и элементы среды, оказывающие специфическое воздействие на организм. Среди факторов среды, от которых зависят организмы, различают ресурсы и условия. Ресурсы организмы используют, уменьшая их количество для других организмов.
К ресурсам относят пищу, убежища, удобные места для размножения и т.д. Условия – это факторы, к которым организмы вынуждены приспосабливаться, но повлиять на них обычно не могут. Один и тот же фактор среды может быть одновременно ресурсом для одних и условием для других видов. Так свет – жизненно необходимый энергетический ресурс для фотосинтезирующих растений (листовая мозаика – приспособление, позволяющее растению наиболее полно использовать световую энергию), а для обладающих зрением животных – необходимое условие, позволяющее видеть окружающие предметы и ориентироваться в пространстве. Вода для многих организмов также может быть и условием жизни, и ресурсом.
Многообразие экологических факторов русский учёный Э.А. Эверсман в своей работе «Естественная история Оренбургской области» (1840) разделил на абиотические и биотические. Позже к ним было добавлено понятие антропогенных факторов.
Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов Среди них различают физические, химические и эдафические факторы.
Физические факторы – их источником является физическое явление или состояние. К ним относятся: интенсивность, качество и продолжительность освещения; температура, течение воды, ветер, влажность воздуха, атмосферное давление, давление толщи воды, а так же топографические характеристики (высота, экспозиция склона и его крутизна).
Химические факторы – определяются химическим составом среды обитания организма. Например, состав воздуха, солёность воды, реакция рН, содержание катионов и анионов, насыщенность кислородом и т.п. Наиболее важное значение для жизни играют шесть элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Замкнутые пути, по которым химические элементы циркулируют из внешней среды в организмы и обратно во внешнюю среду называются – биогеохимическими циклами.
Эдафические факторы , т.е. почвенные – это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие на живущие в них организмы и корневые системы растений. Хотя почва и рассматривается в качестве абиотического фактора среды, правильнее считать её важнейшим связующим звеном между биотическими и абиотическими компонентами наземных экосистем.
В состав почвы входят четыре важнейших структурных компонента: минеральная основа – неорганический компонент, который образовался из материнской породы в результате её выветривания (обычно 50-60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15-25%) и вода (25-35%). Органическое вещество почвы образуется при разложении мёртвых организмов, их частей и экскрементов. Не полностью разложившиеся органические остатки называются подстилкой , а конечный продукт разложения – гумус , аморфное вещество, в котором уже невозможно распознать первоначальный материал. Благодаря своим химическим и физическим свойствам гумус улучшает структуру почвы и её аэрацию, повышает способность удерживать воду и питательные вещества.
Почвенный воздух находится в порах между частицами почвы. Между почвой и атмосферой происходит свободный газообмен, в результате чего воздух обеих сред имеет сходный состав. Однако в воздухе почвы из-за дыхания населяющих её организмов несколько меньше кислорода и больше двуокиси углерода, чем в атмосферном воздухе.
Вода, также как и воздух, находится в порах. Часть её может свободно просачиваться вниз до уровня грунтовых вод – гравитационная вода. Друга часть воды удерживается вокруг отдельных почвенных частиц в виде тонкой прочно связанной плёнки – гигроскопическая вода. Эта вода наименее доступна для корней растений. Гигроскопическая вода постепенно переходит в капиллярную, которая удерживается между почвенными частицами силами поверхностного натяжения.
Растения легко поглощают эту воду, поэтому капиллярная вода играет наибольшую роль в регулярном снабжении их водой. Общее количество воды, которое может быть удержано почвой называется полевой влагоёмкостью .
Вода необходима всем почвенным организмам и поступает в живые клетки путём осмоса. Вода важна как растворитель для питательных веществ и дыхательных газов, поглощаемых из водного раствора корнями растений. Она принимает участие в процессах разрушения материнской породы, подстилающей почву.
Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. В свою очередь биотические факторы можно разделить на 2 группы: 1) факторы взаимодействия между особями одного и того же вида; 2) факторы взаимодействия между особями различных видов. Внутривидовые взаимодействия складываются из группового (объединение животных одного вида в группы по две и более особей) и массового эффекта (вызванного перенаселением среды). В настоящее время эти эффекты называются демографическими факторами, они характеризуют динамику численности популяции, в основе которой лежит внутривидовая конкуренция , проявляющаяся в борьбе за пищу, территорию, партнёров по размножению и т.п.
Межвидовые взаимоотношения значительно более разнообразны. Два вида, живущие рядом, могут быть безразличными друг к другу, влиять благоприятно или неблагоприятно Возможные типы комбинаций представлены в таблице 1.
Таблица 1
Классификация биотических взаимодействий популяций двух видов
(по Ю.Одуму, 1986)
|
Тип взаимодействия |
Общий характер взаимодействия |
|||||
|
Нейтрализм |
Сожительство двух видов на одной территории не влечёт за собой ни положительных, ни отрицательных последствий для них. Виды не связаны непосредственно и даже не контактируют. Например, белки и лоси в лесу, обезьяны и слоны. Такие отношения характерны для богатых видами сообществ. |
|||||
|
Межвидовая конкуренция |
Любое взаимодействие между популяциями, вредно сказывающееся на их росте и выживании. Результатом межвидовой конкуренции может быть либо взаимное приспособление двух видов, либо замещение одного вида другим и его переселение или переход на другую пищу. Например, распределение копытных животных по ярусам питания в саванне (жираф, антилопа, носорог, слон, зебра). Или ярус тенелюбивых и светолюбивых растений в лесу. |
|||||
|
Аменсализм |
Популяция 2 подавляет популяцию 1, но сама не испытывает отрицательного воздействия. Обычно при этом происходит торможение роста одного вида продуктами выделения другого. Наиболее хорошо это явление изучено у растений, которые выделяют ядовитые вещества в борьбе с конкурентами – аллелопатия. Очень распространён в водной среде: синезелёные водоросли вызывают цветение воды, тем самым отравляя водную фауну. |
|||||
|
Хищничество |
Особи хищника 1 обычно крупнее, чем особи жертвы 2. Хищники – животные, питающиеся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Для хищников характерно охотничье поведение (акулы, волки, львы, змеи и т.д.). В других случаях изобилие жертв, их небольшой размер и легкодоступность (насекомые, планктон) превращает деятельность хищников (птиц, китов) в простое «собирательство» добычи. Комменсализм |
Популяция 1 получает пользу от объединения с популяцией 2, для которой это объединение безразлично. Наиболее простой тип положительного взаимодействия. Чаще всего при этом организм использует жилище другого организма, не причиняя ему ни вреда, ни пользы. Например, в океанах и морях в каждой раковине поселяется масса мелких организмов, которые получают здесь укрытие, но не причиняют владельцу ни вреда ни пользы. |
||||
|
Протокооперация |
Взаимодействие благоприятно для обоих видов, но не обязательно. Например, крабы и актинии: краб «сажает» на спину кишечнополостное, которое маскирует и защищает его (имея стрекательные клетки), а оно, в свою очередь, получает от краба кусочки пищи и использует его как транспортное средство. |
|||||
|
Мутуализм (симбиоз) |
Взаимодействие благоприятно для обоих видов и обязательно. Наиболее важные симбиотические системы возникают между автотрофами и гетеротрофами. Например, бактерии-азотфиксаторы и бобовые растения; жвачные животные и бактерии, обитающие в их рубце. Широко известный пример – симбиоз водоросли и гриба, в результате чего образовались лишайники . В данной таблице «0» означает отсутствие любого влияния; «+» - вид получает пользу от взаимодействия; «-» - вид получает вред от взаимодействия. Межвидовые отношения лежат в основе существования биотических сообществ. По своему действию биотические и абиотические факторы можно разделить на прямодействующие (свет, тепло, плодородие почв – для растений) и косвенно действующие (они же для животных через цепи питания). Место вида в природе, преимущественно в биоценозе, включающее как положение в пространстве, так и функциональную роль в сообществе, а также отношение к абиотическим условиям существования называется экологической нишей . Важно подчеркнуть, что экониша – это не просто физическое пространство, занимаемое организмом, но и его роль в сообществе. Ю. Одум образно представил экологическую нишу, как «профессию» организма, а его местообитание – «адрес». Антропогенные факторы – факторы, порождённые человеком. Они также могут быть разделены на положительные и отрицательные. Положительные – воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное и водоохранное лесоразведение, рекультивация земель на месте разработок полезных ископаемых и т.д. Отрицательные (негативные) – вырубка лесов, истощение запасов пресной воды, засоление и опустынивание земель, уничтожение или сокращение численности животных и растений и многое другое. Самым главным и наиболее распространённым видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение – поступление в окружающую среду любых твёрдых, жидких и газообразных веществ, энергий (звуки, шумы, излучения) или организмов (биологическое загрязнение) в количествах, вредных для состояния экосистем и здоровья самого человека. По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение. По масштабам и распространению – локальное, региональное и глобальное. Приоритет учёные-экологи отдают следующим загрязняющим веществам: - диоксид серы (вызывает так называемые кислотные дожди); - тяжёлые металлы (свинец, кадмий, ртуть); - канцерогенные вещества (бенз(а)пирен); - нефть и нефтепродукты (в океанах); - пестициды (в сельских районах); - оксид углерода и оксид азота (в городах). Весь спектр антропогенных факторов изучается прикладной экологией. Большинство факторов качественно и количественно изменяются во времени. Так, климатические факторы меняются в течение суток, сезона, года, по годам. Факторы, изменение которых во времени повторяется регулярно, называются периодическими . К ним относятся климатические, гидрографические (приливы и отливы, океанические течения) и др. факторы. Факторы, возникающие неожиданно – непериодические (извержение вулканов, нападение хищника и т.п.). Такое подразделение имеет очень важное значение при изучении приспособленности организмов к условиям обитания, т.е. адаптации. Основные адаптации организмов наследственно обусловлены. Они формировались в ходе эволюционного развития организмов и изменялись вместе с изменчивостью экологических факторов. Организмы адаптированы к постоянно действующим периодическим факторам, но среди них важно различать первичные и вторичные. Первичные факторы существовали на Земле ещё до возникновения жизни (температура, освещённость, приливы и отливы и т.д.). Адаптации к ним наиболее древние и наиболее совершенные. Вторичные периодические факторы являются следствием и изменением первичных (влажность воздуха, зависящая от температуры; растительная пища, зависящая от цикличности в развитии растений, и т.д.). Адаптации к ним возникли позже и не всегда чётко выражены. В нормальных условиях должны действовать только периодические факторы, а непериодические отсутствовать. Непериодические факторы могут вызвать болезнь и смерть организма (отравление насекомых-вредителей, болезнетворных бактерий и вирусов). Но длительное воздействие этих факторов может вызвать адаптацию к ним (насекомые адаптировались к ДДТ, бактерии и вирусы – к антибиотикам). Лимитирующие факторы ограничивают развитие вида из-за своего недостатка или, наоборот, избытка по сравнению с потребностью. Также называются ограничивающими факторами . Впервые на значение этих факторов указал немецкий агрохимик Ю. Либих в середине XIX века. Он установил закон минимума : урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в минимуме. Например, если в почве полезные компоненты в целом уравновешены и только фосфор содержится в минимальном количестве, то это может снизить урожай. Но оказалось, что и избыток вещества может снизить урожай и, вообще, урожай зависит от совокупного действия всех факторов в жизни растения, поэтому закон минимума имеет очень ограниченное действие. Различия в совокупном и изолированном действиях относится и к другим факторам. Так, действие низких температур усугубляется ветром и влажностью воздуха. Но несмотря на взаимовлияние факторов, они не могут заменить друг друга – закон независимости факторов В.Р. Вильямса : условия жизни равнозначны, ни один из факторов не может быть заменён другим. Так, действие влажности нельзя заменить действием углекислоты или солнечного света. Наиболее полно и в наиболее общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В. Шелфорда : отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам переносимости данного организма. Эти пределы называются пределами толерантности. Организмы, живущие в узком диапазоне между пределами толерантности, – стенобионты. А те, которые способны жить в широком диапазоне толерантности - эврибионты. Таким образом, ни один организм в природе не существует вне связей со средой своего обитания и с другими организмами. Эти связи являются основным условием функционирования экосистем. В процессе взаимосвязей происходит поглощение и рассеивание энергии и, в конечном счёте, осуществляются средообразующие, средоохранные и средостабилизирующие функции экосистем. Одум Ю. Экология / Пер. с англ. Т.1-2. –М.: Мир, 1986. Бигон М., Харпер Дж., Таундсен К. Экология. Особи, популяции, сообщества / Пер. с англ.Т. 1-2. М. :Мир, 1989. Вронский В.А. Прикладная экология: учебное пособие. – Ростов н/Д.: изд-во «Феникс», 1986. Новиков Г.А. Основы общей экологии и охраны природы. – Л.: изд-во ЛГУ, 1979. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы, гипотезы). – М.: «Россия молодая», 1994. Вопросы по курсу «Экология» Понятие и предмет экологии. Этапы развития экологии. Разделы экологии. Уровни организации живого вещества. Кем и когда введены термины экология, биоценоз, биогеоценоз, экосистема. Понятие экосистемы. Виды экосистем. Структура экосистемы. Экотоп и сообщество. Автотрофы и гетеротрофы. Продуценты, консументы и редуценты. Понятие трофической цепи и трофического уровня. Трофические сети. Понятие пастбищных и детритных цепей. Примеры. Понятие сукцессии. Понятие среды обитания. Виды сред обитания. Экологические факторы и их классификация. Абиотические факторы. Биотические факторы. Примеры положительных, отрицательных и нейтральных взаимодействий. Антропогенные факторы. Лимитирующие факторы. Понятие адаптации. Понятие и виды экологического мониторинга. Что такое лишайник. Типы лишайников. Экологические группы лишайников. Зоны лишайников в городах. | |||||
Подробная разработка урока экологии, где учащиеся закрепляют понятия об экологических факторах и их классификацию. Изучается влияние этих факторов на живые организмы; дается понятие основных законов экологии; оптимума, пессимума и ограничивающего фактора и их значения; закрепляются понятия - популяция, экосистема, биосфера. Данный урок может быть использован для обучающихся первых курсов технических специальностей среднего профессионального образования.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Тема урока: Среда обитания и факторы среды. Общие закономерности действия факторов среды на организм. Популяция. Экосистема. Биосфера.
Цели урока:
1 ) образовательные : изучить экологические факторы и их классификацию; рассмотреть влияние этих факторов на живые организмы; ознакомиться с законами оптимума и ограничивающего фактора и их значением; закрепить понятия - популяция, экосистема, биосфера;
2) развивающие: способствовать развитию речи, навыков самостоятельной работы, коммуникативных способностей учащихся;
3) воспитательные: воспитывать у обучащихся понимание практической значимости экологических знаний.
Тип урока: комбинированный
Формы работы: индивидуальная, групповая, фронтальная.
Оборудование: презентация, задания для самостоятельной работы, дидактический мате-риал, схемы, таблицы.
Ход урока
1. Организационный момент.
Приветствие учащихся.
Настрой учащихся на работу.
II. Актуализация опорных знаний. Проверка усвоенных знаний.
1.Фронтальный опрос по вопросам:
Что изучает экология?
Назовите задачи экологии?
2. Индивидуальный опрос.
История развития экологии.
Разделы экологии.
Значение экологии.
3. Проверка и оценивание схем « Значение экологии в жизни человека и в освоении строительных специальностей».
4. Решение экологических задач.
а) Буквальное исполнение лозунга "Превратим Землю в цветущий сад!" опасно с экологической точки зрения. Почему? Может ли оно привести к гибели биосферу или отдельные экосистемы? Какие экосистемы пострадают от воплощения такого лозунга?
Ответ: Реализация такой "мечты" несет гибель степям, пустыне, тундре да и биосфере в целом, ибо цветущий сад - это уничтожение видового разнообразия на планете.
б) Множество растений в нашей стране – пришельцы из других мест, нередко даже с других континентов. Деревья и травы из Америки у нас не редкость, но это касается не только овощных растений и деревьев для озеленения, но растений вполне безразличных для человека. Не было ему смысла завозить семена этих поселенцев, а вот куда не глянь, они растут, можно встретить дурнишник калифорнийский, мелколепестник канадский, щирицу – это американские виды. Да и по Америке распространился наш подорожник. Как попадают на другие континенты такие растения, как они там распространяются?
Ответ: С кусочками почвы семена прилипают к обуви, одежде путешественников, с зерном, в щелях теплоходов, самолетов.
III. Мотивация учебной деятельности. Изучение нового материала.
1.Объяснение учителя с элементами беседы.
а) Среда обитания живых организмов.
- Что называется средой обитания?
- Какие есть среды обитания? Приведите примеры организмов, заселяющих данные среды жизни.
б) Экологические факторы.
Могут ли живые организмы существовать обособленно, без окружающей среды?
Действительно, животные и растения, грибы и бактерии существуют не сами по себе, а в тесном взаимодействии друг с другом и с окружающей средой.
Компоненты или условия среды, которые прямо или косвенно воздействуют на организ-мы называются экологическими факторами.
- Сейчас я прочитаю стихотворение, а вы попробуйте определить на какие группы их можно разделить (три группы).
Небо светло-голубое,
Солнце светит золотое,
Ветер листьями играет,
Тучи в небе проплывают.
Цветы, деревья и трава,
Горы, воздух и листва,
Птицы, звери и леса,
Гром, туманы и роса,
Человек и время года –
Это - факторы природы.
Ответ: абиотические, биотические и антропогенные.
2. Поисковая беседа (схемы на столах).
На любой организм оказывают влияние экологические факторы среды.
Вспомните из курса биологии, какие виды экологических факторов знаете?
1.Абиотические факторы - факторы неживой природы (вода, температура, воздух, климат, рельеф, почва).
2.Биотические факторы - факторы живой природы (все типы взаимоотношений живых организмов).
3.Антропогенный фактор - влияние деятельности человека на природу, может быть положительным и отрицательным (приведите примеры).
Экологические факторы действуют не по отдельности, а во взаимосвязи.
Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других.
Внутривидовые взаимодействия характеризуют взаимоотношения между организма-ми на популяционном уровне. В основе их лежит внутривидовая конкуренция.
Межвидовые взаимодействия характеризуют взаимоотношения между различными ви-дами, которые могут быть благоприятными, неблагоприятными и нейтральными.
Соответственно, обозначим характер воздействия +, – или 0. Тогда возможны следующие типы комбинаций межвидовых взаимоотношений:
00 нейтрализм – оба вида независимы и не оказывают никакого действия друг на друга; в природе встречается редко (белка и лось, бабочка и комар);
0 комменсализм – один вид извлекает пользу, а другой не имеет никакой выгоды, вреда тоже (крупные млекопитающие (собаки, олени) служат разносчиками плодов и семян растений (репейник), не получая ни вреда, ни пользы);
–0 амменсализм – один вид испытывает угнетение роста и размножения от другого (све-толюбивые травы, растущие под елью, страдают от затенения, а самому дереву это без-различно);
Симбиоз – взаимовыгодные отношения (актиния и рак-отшельник);
Мутуализм – виды не могут существовать друг без друга (инжир и опыляющие его пче-лы; лишайник);
++ протокооперация – совместное существование выгодно обоим видам, но не является обязательным условием выживания (опыление пчелами разных луговых растений);
Конкуренция – каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное воздействие (растения конкурируют между собой за свет и влагу);
+ – хищничество – хищный вид питается своей жертвой (щука и карась);
Другие экологические факторы и термины экологии.
Большинство экологических факторов постоянно изменяются во времени и пространстве, причём эта изменчивость может быть регулярной, периодической (например, смена суточ-ной освещённости, сезонные изменения температуры, приливы и отливы, уменьшение количества кислорода при подъёме в гору и др.) или нерегулярной (изменения погоды, наводнения, лесной пожар).
Несмотря на большое разнообразие экологических факторов и характера их воздействия на организмы, можно выявить ряд общих закономерностей.
Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает (лимитирует) развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором.
Лимитирующий фактор (ограничивающий) – экологический фактор, выходящий за пределы максимума или минимума, снижающий жизнедеятельность организмов. Впервые на существование ограничивающих или лимитирующих, факторов обратил внимание немецкий химик Ю.Либих.
Почему зимой в водоемах происходит замор рыбы, почему карпы не живут в океане, почему после дождя на поверхности земли появляются черви.
Ответ (заморы рыб зимой в водоемах вызваны нехваткой кислорода, карпы не живут в океане (соленая вода), миграцию почвенных червей вызывает избыток влаги и недостаток кислорода).
Для форели ограничивающим фактором является количество кислорода (норма: 2мг на 1л воды).
Закон Либиха - лимитирующих (ограничивающих) факторов звучит следующим образом: фактор, находящийся в недостатке или избытке, отрицательно влияет на организмы даже в случае оптимальных сочетаний других факторов.
Оптимальный фактор, или оптимум.
Для каждого организма существует наиболее подходящее сочетание факторов, оптималь-ное для его роста, развития и размножения. Оптимум, или оптимальный фактор – это наилучшее сочетание всех условий.
Закон толерантности или диапазон устойчивости (закон Шелфорда). В 1913 году В. Шелфорд сформулировал закон толерантности: толерантность - способность орга-низмов выносить отклонения экологических факторов от оптимальных для себя (лат. «толеранция» - терпение).
Организмы плохо реагируют как на недостаток, так и на избыток действия экологического фактора. Диапазон между максимумом и минимумом и составляет пределы толерантности организма. Если фактор выходит за пределы толерантности, организм погибает.
Пессимум – наихудшее сочетание всех условий.
В экологии существуют следующие основные понятия: вид, популяция, биоценоз, биогео-ценоз, или экосистема, биосфера.
Вспомните определения этих терминов с курса биологии.
Популя́ция (от лат. Populatio-население) - это совокупность организмов одного вида , длительное время обитающих на одной территории и относительно изолированных от других особей этого вида.
Экосисте́ма - биологическая система (биогеоценоз ), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз ) и среды их обитания (биотоп ).
Основным ключевым понятием в экологии является термин «экосистема», который был предложен английским учёным А. Тенсли (1935год) или «биогеоценоз», предложенный русским ученым В.Сукачевым (1942 год).
Биосфе́ра (от греч. «биос»-жизнь и «сфера»- шар) - геологическая оболочка Земли , заселённая живыми организмами , находящаяся под их воздействием, или совокупность всех экосистем планеты Земля.
IV. Закрепление изученного.
- Работа по таблицам.
а) Распределите животных соответственно их среде обитания.
Животное | Наземно-воздушная | Водная | Почва | Другие организмы |
Акула белая | ||||
Лягушка травяная | ||||
Крот обыкновенный | ||||
Аскарида человеческая | ||||
Рак речной | ||||
Морская звезда | ||||
Амёба дизентерийная | ||||
Дождевой червь | ||||
Утка кряква | ||||
Дождевой червь | ||||
Нематода свекловичная | 4. Свет. 5. Распашка земель. 6. Солёность. 7. Волк в лесу. 8. Свиной цепень в организме. 9. Загрязнение воды нефтепродуктами. 10.Блохи в шерсти животных. 11.Выхлопные газы автомобилей. 12. Захоронение радиоактивных отходов в почве. 2. Беседа по вопросам. - Что вы узнали нового на уроке? Чему научились, изучая основы экологии? Где можно применить полученные вами знания, умения и навыки? 3. Определение типов экологических взаимодействий (работа по карточкам). V. Домашнее задание : учебник, конспект, составить схемы и рисунки биотических взаимоотношений.
Среда обитания — часть природы (совокупность конкретных условий живой и неживой природы), непосредственно окружающая живой организм и оказывающая прямое или косвенное влияние на его состояние: рост, развитие, размножение, выживаемость и т.п. Условия существования — это совокупность жизненно необходимых факторов среды, без которых живой организм не может существовать (свет, тепло, влага, воздух, почва и т.д.). Экологические Факторы и их классификацияЭкологические факторы — это отдельные элементы среды обитания, способные оказывать влияние на организмы, популяции и природные сообщества, вызывая у них приспособительные реакции (адаптации). ❖ Классификация экологических факторов по характеру действия: ■ периодические факторы (действуют постоянно и имеют суточную, сезонную и годичную цикличность: смена дня и ночи, приливы и отливы, чередование времен года и др.); ■ непериодические факторы (действуют на организмы или популяции внезапно, эпизодически); ❖ Классификация экологических факторов по происхождению: ■ абиотические факторы — все факторы неживой природы: физические , или климатические (свет, температура, влажность, давление), эдафические , или почвенно-грунтовые (механическая структура почвы, ее минеральный состав), топографические, или орографические (рельеф местности), химические (соленость воды, газовый состав воздуха, pH почвы и воды) и др.; ■ биотические факторы — разнообразные формы влияния одних живых организмов на жизнедеятельность других. При этом одни организмы могут служить пищей для других, быть для них средой обитания, способствовать размножению и расселению, оказывать механические, химические и другие воздействия; ■ антропогенные факторы — разнообразные формы деятельности человека, изменяющие природу как среду обитания других видов или непосредственно сказывающиеся на их жизни (загрязнение окружающей среды отходами промышленности, охота и др.). Закономерности действия экологических Факторов на организмы❖ Характер действия экологических факторов на организмы: ■ как раздражители они вызывают приспособительные изменения физиологических и биохимических функций; ■ как ограничители обусловливают невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; ■ как модификаторы определяют морфологические, структурно-функциональные и анатомические изменения организмов; ■ как сигналы они свидетельствуют об изменениях других факторов среды. ❖ По силе воздействия на организм экологические факторы подразделяются на:
Пределы выносливости организма — это диапазон интенсивности фактора, в границах которого возможно существование организма. Этот диапазон ограничен крайними пороговыми точками минимума и максимума и характеризует толерантность организма. При интенсивности фактора, меньшей точки минимума (нижнего предела) или большей точки максимума (верхнего предела) организм погибает.
Биологический оптимум — наиболее благоприятная для организма интенсивность фактора. Значения интенсивности фактора, лежащие вблизи биологического оптимума, составляют зону оптимума. Зоны стресса, угнетения (или пессимума ) — диапазоны с резким недостатком или избытком фактора; в этих зонах интенсивность фактора лежит в пределах выносливости, но выходит за границы биологического оптимума. Зона нормальной жизнедеятельности находится между зоной оптимума и зоной пессимума (стресса). Толерантность — способность организмов выносить отклонения экологического фактора от оптимальных для себя значений. ■ Одна и та же интенсивность фактора может быть оптимальной для одного вида, угнетающей (стрессовой) для другого и выходить за пределы выносливости для третьей. Эврибионты — организмы, способные выдерживать значительные отклонения от биологического оптимума (т.е. имеющие широкие пределы выносливости); пример: карась способен жить в различных водоемах. Стенобионты — организмы, для существования которых необходимы строго определенные, относительно постоянные условия среды; пример: форель обитает только в водоемах с высоким содержанием кислорода. Экологическая валентность — способность организма заселять разнообразные среды обитания. Экологическая пластичность — способность организма адаптироваться к определенному диапазону изменчивости факторов среды. Взаимодействие экологических Факторов. Ограничивающий ФакторКомплексное воздействие факторов: экологические факторы воздействуют на живой организм комплексно, т.е. одновременно и совместно, причем действие одного фактора в определенной степени зависит от интенсивности другого фактора. Примеры: жара легче переносится в сухом воздухе, чем во влажном; замерзнуть можно быстрее при морозе с сильным ветром, чем в безветренную погоду и т. п.. Эффект компенсации — явление частичной компенсации недостатка (избытка) одного экологического фактора избытком (недостатком) другого фактора. Независимое приспособление к действию факторов: к каждому из действующих факторов организмы приспосабливаются относительно независимым путем. Степень выносливости к какому-либо фактору не означает аналогичной выносливости к действию остальных факторов. Экологический спектр — совокупность способностей организма существовать в условиях действия различных факторов среды. Ограничивающий (лимитирующий) фактор — это фактор среды, значения которого выходят за пределы выносливости организма, что делает невозможным существование этого организма в данных условиях. ❖ Роль ограничивающих факторов:
Среда обитания - это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое существо живет в сложном и меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями. Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни вообще, так как обеспечивает 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. Адаптации возникают и измэ-няются в ходе эволюции видов. Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы среды многообразны. Они могут быть необходимы или, наоборот, вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению. Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия. Экологические факторы делятся на абиотические и биотические, антропогенные. Абиотические факторы - температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, ветер, течения, рельеф местности - это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. Биотические факторы - это формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ, вступает в связь с представителями своего вида и других видов - растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Окружающий органический мир - составная часть среды каждого живого существа. Взаимные связи организмов - основа существования биоценозов и популяций; рассмотрение их относится к области синэко-логии. Антропогенные факторы - это формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни. В ходе истории человечества развитие сначала охоты, а затем сельского хозяйства, промышленности, транспорта сильно изменило природу нашей планеты. Значение антропогенных воздействий на весь живой мир Земли продолжает стремительно возрастать. Хотя человек влияет на живую природу через изменение абиотических факторов и биотических связей видов, деятельность людей на планете следует выделять в особую силу, не укладывающуюся в рамки этой классификации. В настоящее время практически вся судьба живого покрова Земли и всех видов организмов находится в руках человеческого общества, зависит от антропогенного влияния на природу. Один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов. Например, сильный ветер зимой неблагоприятен для крупных, обитающих открыто животных, но не действует на более мелких, которые укрываю 1ся в норах или под снегом. Солевой состав почвы важен для питания растений, но безразличен для большинства наземных животных и т. п. Изменения факторов среды во времени могут быть: 1) регулярно-периодическими, меняющими силу воздействия в связи со временем суток или сезоном года или ритмом приливов и отливов в океане; 2) нерегулярными, без четкой периодичности, например изменения погодных условий в разные годы, явления катастрофического характера - бури, ливни, обвалы и т. п.; 3) направленными на протяжении известных, иногда длительных, отрезков времени, например при похолодании или потеплении климата, зарастании водоемов, постоянном выпасе скота на одном и том же участке и т. п. Экологические факторы среды оказывают на живые организмы различные воздействия, т. е. могут влиять как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях; как модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов; как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды. Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей. 1. Закон оптимума. Каждый фактор имеет лишь определенные пределы положительного влияния на организмы. Результат действия переменного фактора зависит прежде всего от силы его проявления. Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей. Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума экологического фактора или просто оптимумом для организмов данного вида. Чем сильнее отклонения от оптимума, тем больше выражено угнетающее действие данного фактора на организмы (зона пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование уже невозможно, наступает смерть. Пределы выносливости между критическими точками называют экологической валентностью живых существ по отношению к конкретному фактору среды. Представители разных ал-дов сильно отличаются друг от друга как по положению оптимума, так и по экологической валентности. Так, например песцы з тундре могут переносить колебания температуры воздуха в диапазоне око то 80°С (от +30 до -55°С), тогда как тепловодные рачки Сepilia mirabilis выдерживают изменения температуры воды в интервале не более 6°С (от 23 до 29C). Одна и та же сила проявления фактора может быть оптимальной для одного вида, пессимальной-для другого и выходить за пределы выносливости для третьего. Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки «эври». Эвритермные виды - выносящие значительные колебания температуры, эврибатные - широкий диапазон давления, эвригалинные - разную степень засоления среды. Неспособность переносить значительные колебания фактора, или узкая экологическая валентность, характеризуется приставкой «стено»-стенотермные, стенобатные, стеногалинные виды и т. д. В более широком смысле слова виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенобионтными, а те, которые способны приспосабливаться к разной экологической обстановке,- эврибионтными. 2. Неоднозначность действия фактора на разные функции. Каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других. Так, температура воздуха от 40 до 45 °С у холоднокровных животных сильно увеличивает скорость обменных процессов в организме, но тормозит двигательную активность, и животные впадают в тепловое оцепенение. Для многих рыб температура воды, оптимальная для созревания половых продуктов, неблагоприятна для икрометания, которое происходит при другом температурном интервале. Жизненный цикл, в котором в определенные периоды организм осуществляет преимущественно те или иные функции (питание, рост, размножение, расселение и т. п.), всегда согласован с сезонными изменениями комплекса факторов среды. Подвижные организмы могут также менять места обитания для успешного осуществления всех своих жизненных функций.
3. Изменчивость, вариабельность и разнообразие ответных реакций на действие факторов среды у отдельных особей вида. Степень выносливости, критические точки, оптимальная и песси-мальные зоны отдельных индивидуумов не совпадают. Эта изменчивость определяется как наследственными качествами особей, так и половыми, возрастными и физиологическими различиями. Например, у бабочки мельничной огневки - одного из вредителей муки и зерновых продуктов-»критическая минимальная температура для гусениц -7°С, для взрослых форм - 22 °С, а для яиц -27 °С. Мороз в 10 °С губит гусениц, но не опасен для имаго и яиц этого вредителя. Следовательно, экологическая валентность вида всегда шире экологической валентности каждой отдельной особи. 4. К каждому из факторов среды виды приспосабливаются относительно независимым путем. Степень выносливости к какому-нибудь фактору не означает соответствующей экологической валентности вида по отношению к остальным факторам. Например, виды, переносящие широкие изменения температуры, совсем не обязательно должны также быть приспособленными к широким колебаниям влажности или солевого режима. Эвритермные виды могут быть стеногалинными, стенобатными или наоборот. Экологические валентности вида по отношению к разным факторам могут быть очень разнообразными. Это создает чрезвычайное многообразие адаптации в природе. Набор экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида. 5. Несовпадение экологических спектров отдельных видов. Каждый вид специфичен по своим экологическим возможностям. Даже у близких по способам адаптации к среде видов существуют различия в отношении к каким-либо отдельным факторам. Правило экологической индивидуальности видов сформулировал русский ботаник Л. Г. Раменский (1924) применительно к растениям, а затем широко было подтверждено и зоологическими исследованиями.
6. Взаимодействие факторов. Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействия факторов. Например, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе. Угроза замерзания значительно выше при морозе с сильным ветром, чем в безветренную погоду. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологическое воздействие. Наоборот, один и тот же экологический результат может быть по- лучен разными путями. Например, увядание растений можно приостановить путем как увеличения количества влаги в почве, так и снижения температуры воздуха, уменьшающего испарение. Создается эффект частичного взаимозамещения факторов. Вместе с тем взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы, и полностью заменить один из них другим нельзя. Полное отсутствие воды или хотя бы одного из основных элементов минерального питания делает жизнь растения невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий. Крайний дефицит тепла в полярных пустынях нельзя восполнить ни обилием влаги, ни круглосуточной освещенностью. Учитывая в сельскохозяйственной практике закономерности взаимодействия экологических факторов, можно умело поддерживать оптимальные условия жизнедеятельности культурных растений и домашних животных. 7. Правило ограничивающих факторов. Факторы среды, наиболее удаляющиеся от оптимума, особенно затрудняют возможность существования вида в данных условиях. Если хотя бы один из экологических факторов приближается или выходит за пределы критических величин, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, особям грозит гибель. Такие сильно уклоняющиеся от оптимума факторы приобретают первостепенное значение в жизни вида или отдельных его представителей в каждый конкретный отрезок времени. Ограничивающие факторы среды определяют географический ареал вида. Природа этих факторов может быть различной. Так, продвижение вида на север может лимитироваться недостатком тепла, в аридные районы - недостатком влаги или слишком высокими температурами. Ограничивающим распространение фактором могут служить и биотические отношения, например занятость территории более сильным конкурентом или недостаток опылителей для растений. Так, опыление инжира всецело зависит от единственного вида насекомых - осы Blastophaga psenes. Родина этого дерева - Средиземноморье. Завезенный в Калифорнию, инжир не плодоносил до тех пор, пока туда не завезли ос-опылителей. Распространение бобовых в Арктике ограничивается распределением опыляющих их шмелей. На острове Диксон, где нет шмелей, не встречаются и бобовые, хотя по температурным условиям существование там этих растений еще допустимо. Чтобы определить, сможет ли вид существовать в данном географическом районе, нужно в первую очередь выяснить, не выходят ли какие-либо факторы среды за пределы его экологической валентности, особенно в наиболее уязвимый период развития. Выявление ограничивающих факторов очень важно в практике сельского хозяйства, так как, направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность растений или производительность животных. Так, на сильно кислых.почвах урожай пшеницы можно несколько увеличить, применяя разные агрономические воздействия, но наилучший эффект будет получен только в результате известкования, которое снимет ограничивающие действия кислотности. Знание ограничивающих факторов, таким образом, ключ к управлению жизнедеятель-ностью организмов. В разные периоды жизни особей в качестве ограничивающих выступают различные факторы среды, поэтому требуется умелое и постоянное регулирование условий жизни выращиваемых растений и животных.  Loading... |
