3. Взаимодействие факторов

В природных условиях на организм, или экосистему всегда действует большое число факторов. Их совокупность обладает всеми признаками динамической системы. Взаимодействие между элементами системы факторов может быть обнаружено и до воздействия на биосистему, но всегда полностью реализуется в процессе воздействия. Так температура, влажность и скорость движения воздуха совместно образуют системный фактор теплопередачи, которая охлаждает или нагревает среду.

Для развития и реализации экологической потенции вида необходимо оптимальное сочетание ряда ведущих факторов среды в значениях близких к биологическим оптимумам. Это требование называют законом совместного действия факторов. Совокупное действие на организм нескольких факторов среды обозначают термином констелляция. Экологически важно то обстоятельство, что констелляция не представляет собой простой суммы влияния факторов: при комплексном воздействии между отдельными факторами устанавливаются особые взаимодействия, когда влияние одного фактора в какой-то мере изменяет (усиливает, ослабляет) характер воздействия другого. За счет взаимодействия факторов пределы жизни могут быть несколько «отодвинуты». Так снижение температуры повышает выносливость рыб по отношению к недостатку пищи и кислорода. Совместное действие нескольких факторов бывает синергическим, когда они как бы усиливают друг друга и производят больший эффект чем сумма раздельных действий. Таково действие комплексных удобрений. Сочетание может быть и негативным, когда наблюдается взаимное ослабление эффектов.

Вопросы для обсуждения

1. Что понимаете под термином «экологический фактор»?

2. Какие факторы относятся к «абиотическим», «биотическим», «анторопогенным»?

3. Что такое пассивный и активный путь адаптаций, приведите примеры?

4. Каким образом влияет количественное выражение фактора на организмы?

5. Объясните действие закона толерантности В.Шелфорда, закона минимума Ю.Либиха.

6. Как понимаете термин «лимитирующий фактор»?

7. Как в природе воздействуют факторы?

4. Температура – как один из экологических факторов

Температурные условия являются одним из важнейших экологических факторов, влияющих на интенсивность обменных процессов. Температура относится к числу постоянно действующих факторов. Диапазон количественного выражения фактора очень широк от –88,3°С (станция «Восток», Антарктида) до +58,7°С (Ливия). Но максимальный температурный диапазон активной жизни для большинства организмов – от О°С до 50°С, хотя в природе имеются микроорганизмы, которые живут в горячих источниках при температуре 85°С.

Существует известное правило Вант-Гоффа для всех химических реакций, оно выражает следующую закономерность – скорость химических реакций зависит от температуры и как правило увеличивается в 2-3 раза при возрастании температуры на 10°С. Этому правилу подчиняются все процессы, в том числе и биохимические реакции, которые идут в живом организме.

(скорость реакции при t° «t»)

Величина Q₁₀ показывает во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10°С. Коэффициент температурного ускорения Q₁₀ для большинства химических реакций абиотического характер равен 2-3, в реакциях же систем он колеблется в довольно широких пределах даже для одних и тех же процессов, протекающих в разных диапазонах температур. Почему? Потому что скорость ферментативных реакций не является линейной функцией температур.

В одном и том же организме величина температурного ускорения биохимических реакций неодинакова для различных процессов. Эта закономерность нередко и определяет пределы температурной устойчивости организма в целом.