Закон оптимума.

Тренажер "Микробиолог" - в игровой форме развивает способность анализировать абстрактную информацию, и в результате находить закономерности и выявлять противоречия. А это, как Вы понимаете - очень важные навыки для гуманитария

Узнать детали


     Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума фактора среды или его оптимумом для организмов данного вида. Чем выше отклонение от оптимума, тем больше угнетает данный фактор жизнедеятельность организма (зона пессиума). Максимально и минимально переносимые значения фактора - критические точки, за пределами которых невозможно существование. Критические точки ограничивают степень выносливости, так называемую экологическую валентность живых существ по отношению к конкретному фактору среды. Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием «экологическая пластичность» (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая валентность.

     Каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Оптимум для одних процессов может являться пессиумом для других. 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 своих жизненных функций.

     Степень выносливости, критические точки, оптимальная и пессимальные зоны отдельных индивидуумов не совпадают. Эта изменчивость определяется как наследственными факторами 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 0С, для взрослых форм -22 0С, а для яиц -27 0С. Мороз -10 0С губит гусениц, но не опасен для имаго и яиц этого вредителя. Следовательно, экологическая валентность вида всегда шире экологической валентности каждой отдельной особи.

     К каждому из факторов среды виды приспосабливаются относительно независимым путем. При изменении какого-либо фактора отличается и поведение разных видов. Экологически выносливые виды называют эврибионтными (eyros – широкий), маловыносливые – стенобионтными (stenos – узкий). Эврибиотность и стенобионтность характеризуют различные типы приспособленности организмов к выживанию. Виды, длительное время развивающиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, тогда как виды, существующие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными.

     Отношение организмов к колебаниям того или иного определенного фактора выражается прибавлением приставки эври- или стено- к названию фактора. Например, по отношению к температуре различают эври и стенотермные организмы, к концентрации солей – эври- и стеногалинные, к свету – эври- и стенофотные и др. По отношению ко всем факторам среды эврибионтные организмы встречаются редко. Чаще всего эври- или стенобионтность проявляется по отношению к одному фактору. Так, пресноводные и морские рыбы будут стеногалинными, тогда как трехиглая колюшка – типичный эвригалинный представитель.

     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 стенобатными или наоборот. Растение, являясь эвритермным, одновременно может относиться к стеногигробионтам, т.е. быть менее стойким относительно колебаний влажности.

     Эврибионтность, как правило, способствует широкому распространению видов. Многие простейшие, грибы (типичные эврибионты) являются космополитами и распространены повсеместно. Стенобионтность обычно ограничивает ареал. В то же время, нередко благодаря высоко специализированности, стенобионтам принадлежат обширные территории. Например, рыбоядная птица скопа – типичный стенофаг, по отношению же к другим факторам является эврибионтом, обладает способностью в поисках пищи передвигаться на большие расстояния и занимает значительный ареал.

Экологические валентности вида по отношению к разным факторам могут быть разнообразными. Это создает чрезвычайное многообразие адаптаций в природе. Сумма экологических валентностей по отношению к отдельным факторам среды составляет экологический спектр вида.

     Экологические спектры отдельных видов не совпадают. Каждый вид специфичен по своим экологическим возможностям. Даже у близких по способам приспособления к среде видов существуют различия в отношении к каким-либо отдельным факторам.

     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, виду грозит гибель. Такие сильно уклоняющиеся от оптимума факторы приобретают первостепенное значение в жизни вида или отдельных представителей в каждый конкретный отрезок времени. Экологический фактор будет играть роль лимитирующего фактора в том случае, когда последний отсутствует или находится ниже критического уровня или превосходит максимально выносимый уровень. Иначе говоря, он обуславливает возможности организма существовать в условиях данной среды.

     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.

     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, т.к. направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность растений и производительность животных.

     Знание ограничивающих факторов, таким образом, ключ к управлению жизнедеятельностью организмов.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: