Вопрос 4. Интенсивность действия факторов среды

1. Свойства среды.

2. Зона оптимума.

3. Диапазон действия различных факторов.

1. Некоторые свойства среды остаются относительно постоянны­ми на протяжении длительных периодов времени. Таковы сила тяготения, интенсивность солнечного излучения, солевой со­став океана, газовый состав и свойства атмосферы. Большин­ство же экологических факторов — температура, влажность, ве­тер, количество и равномерность выпадения осадков, укрытия, хищники, паразиты, конкуренты и пр. — очень изменчиво как в пространстве, так и во времени. Степень изменчивости каж­дого из этих факторов зависит от особенностей среды обитания. Например, температура сильно колеблется на поверхности су­ши, но почти постоянна на дне океана или в пещерах. Парази­ты живут в условиях избытка пищи, тогда как свободно живущие хищники часто испытывают голод.

2. Популяции организмов, обитающих в какой-то определенной среде, приспосабливаются к изменчивости факторов путем ес­тественного отбора; у них вырабатываются те или иные мор­фологические и физиологические особенности, позволяющие существовать именно в этих и ни в каких других условиях. Для каждого влияющего на организм фактора существует бла­гоприятная сила воздействия, называемая зоной оптимума экологического фактора или просто его оптимумом. Отклонение от оптимальной интенсивности действия фактора (уменьшение или увеличение) на организмы определенного вида действует угнетающе их жизнедеятельность. Границы, за пределами ко­торых наступает гибель организма, называются верхним и ниж­ним пределом выносливости.

3. На организм одновременно влияют многочисленные факторы среды.

По отношению к одним факторам организмы обладают боль­шой выносливостью и выдерживают значительные отклонения их интенсивности от оптимальной величины. К другим — ор­ганизмы менее приспособлены и могут вынести лишь неболь­шие изменения.

В зависимости от факторов среды различают виды организмов: тепло- и холодолюбивые, влаго- и сухолюбивые, приспособлен­ные к высокой или низкой солености воды. Например, для водных животных большое значение имеет концентрация ки­слорода в воде. Некоторые же виды могут существовать лишь в узких пределах колебаний содержания кислорода.

Различается отношение организмов и к нахождению в среде химических элементов. Например, на бедных азотом почвах растет клевер. Крапива же поселяется только на почвах, бога­тых азотом. Организмы с большим диапазоном выносливости ко всем факторам среды распространены более широко.

На разных этапах онтогенеза организмы могут проявлять не­одинаковую выносливость к тому или иному фактору. Напри­мер, у бабочек мельничной огневки — одного из вредителей муки и зерновых продуктов — критическая минимальная тем­пература для гусениц —7^оС, для взрослых форм —22°С, а для яиц —27°С. Мороз в — 10°С погубит гусениц, но будет безвре­ден для яиц и взрослых форм.

Отклонение интенсивности одного какого-либо фактора от оп­тимальной величины может сузить пределы выносливости к дру­гому. Фактор, находящийся в недостатке или избытке по срав­нению с оптимальной величиной, называется ограничивающим, поскольку он делает невозможным процветание вида в данных условиях. Впервые на существование ограничивающих факторов указал немецкий химик Ю. Либих (1803—1873). Ограничиваю­щими распространение факторами могут быть и биотические отношения: занятие территории более сильным конкурентом или недостаток опылителей для растений. Для распространения видов большое значение имеют два показателя: температурный порог развития и сумма эффективных температур. Под эффек­тивной температурой понимают разницу между температурой среды и температурным порогом развития.

И пороги развития, и сумма эффективных температур для ка­ждого вида свои. Они обусловлены исторической приспособ­ленностью вида к определенным условиям жизни.

Многие факторы становятся ограничивающими в период раз­множения. Пределы выносливости семян, яиц, эмбрионов, ли­чинок обычно уже, чем доля взрослых растений и животных.

Выявление ограничивающих факторов очень важно в практи­ческом отношении. Так, пшеница плохо растет на кислых поч­вах, а внесение в почву извести позволяет значительно повы­сить урожайность.