1.3. Основные закономерности действия экологических факторов

Правило оптимума. Для экосистемы, организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболее благоприятного (оптимального) значения фактора. По отношению к каждому фактору можно выделить зону оптимума (нормальной жизнедеятельности), зону пессимума (угнетения) и пределы выносливости организма. Различают нижний и верхний пределы выносливости. Способность организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Зона толерантности – значения экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости. Виды с широкой зоной толерантности называются эврибионтными, с узкой – стенобионтными. Зоны оптимума по отношению к разным факторам различаются, поэтому проявление максимальных возможностей у одного организма бывает, если весь спектр факторов находится в оптимальных значениях.

Правило лимитирующего фактора. Фактор, находящийся в недостатке или избытке (вблизи критических точек) отрицательно влияет на организмы. Кроме того, ограничивает возможность проявления силы действия других факторов. Лимитирующий фактор обычно обусловливает границы ареала вида. Такой фактор будет ограничивать распространение вида даже в том случае, если все остальные факторы будут благоприятны.

Закон относительной заменяемости и абсолютной незаменимости экологических факторов. Абсолютное отсутствие какого-либо из обязательных условий жизни заменить другими экологическими факторами невозможно, но недостаток или избыток одних экологических факторов может быть возмещен действием других экологических факторов. Например, избыток тепла смягчается пониженной влажностью, недостаток света для растений компенсируется повышением углекислого газа (фотосинтез).

Взаимодействие факторов. Понятие экологической ниши. Ранее уже отмечалось, что экологические факторы взаимодействуют между собой. Теперь рассмотрим, как происходит это взаимодействие. Если построить график, на котором по оси абсцисс отложена температура, по оси ординат — относительная влажность воздуха, то тогда можно предположить, что область, в которой может существовать вид, переносящий температуру от 10 до 30 °С и влажность от 50 до 80% будет иметь вид прямоугольника. Однако, рассуждая так, мы принимаем, что между этими двумя факторами нет взаимодействия, т. е. пределы переносимых температур не зависят от влажности (и наоборот) и в большинстве случаев подобное допущение вряд ли оправдано. Логичнее предположить, что при экстремальных значениях температуры организм может существовать в более узких пределах влажности, чем при оптимальной температуре. Если факторы взаимодействуют подобным образом, то зона, в которой может существовать вид, на нашем графике будет выглядеть как определенная область, уже вписанная в прямоугольник.

Опыты показывают, что действительно разные факторы среды обычно взаимодействуют подобным образом: при экстремальных значениях одного из факторов диапазон устойчивости к другим факторам сокращается.

На самом деле не только влажность и температура, но и все факторы среды так или иначе взаимодействуют между собой. Организмы приспосабливаются ко всей совокупности действующих на них факторов. Комплекс факторов, которые требуются для существования вида, включая его связи с другими видами в сообществе, называются экологической нишей. Иными словами, экологическая ниша — это характеристика всех сторон образа жизни данного вида. Важные данные о нише — «обстоятельства места и времени», т. е. то, как вид использует местообитание (например, в каких местах и в какое время особи добывают пищу).

Практически невозможно дать полное описание экологической ниши вида. На практике исследователь выделяет несколько факторов, или «измерений» ниши, которые его интересуют, и изучает требования вида к этим факторам. Даже при существенном перекрывании значений факторов, при которых могут существовать два вида, их экологические ниши могут и не перекрываться.

Таким образом, каждый вид имеет свою экологическую нишу. Экологическая ниша вида определяет его распро­странение и роль в сообществах.