2.5.5. Геопатогенные зоны

Под геопатогенными (геоактивными, биопатогенными) зонами понимаются природные зоны биологического дискомфорта, связанные с неоднородностями и разломами земной коры. Вопрос о существовании геопатогенных зон и их влиянии на живые организмы является в настоящее время дискуссионным, единого мнения среди ученых в этом отношении нет. Нормальному решению этого вопроса весьма мешают многочисленные шарлатаны, спекулирующие на интересе широкой публики и средств массовой информации к таким явлениям. Тем не менее, многими учеными отмечались значительные изменения в состоянии и поведении самых разных живых организмов при их помещении в геопатогенные зоны. Наибольшее влияние на живые организмы при этом оказывают места пересечения геопатогенных зон. По мнению некоторых исследователей, воздействие геопатогенных зон на биологические объекты, в особенности на состояние здоровья людей, по своим отрицательным последствиям сравнимо для условий крупного города с влиянием, оказываемым загрязнением окружающей среды крупными промышленными предприятиями.

Несколько примеров (напомним, что вопрос о геопатогенных зонах является дискуссионным). По преданию в Санкт-Петербурге при прокладке будущих линий и проспектов на Васильевском острове для определения мест строительства домов на одинаковом расстоянии от земли подвешивались куски сырого мяса. Там, где мясо дольше всего не загнивало, и закладывались дома. Ныне некоторые исследователи связывают это с влиянием геопатогенных зон, в которых усиливается деятельность микроорганизмов. В отличие от микроорганизмов и насекомых, считается, что млекопитающие стремятся избегать геопатогенных зон. Этим объясняют, например, то, что хорошей приметой для строительства жилья считается наличие большого количества мышиных нор в земле.

2.6. Закон лимитирующих факторов

Для разных видов условия, в которых они особенно хорошо себя чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения предпочитают очень влажную почву, другие – относительно сухую. Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на живые организмы и в ответных реакциях организмов можно выделить некоторые общие закономерности.

Для каждого экологического фактора существует значение, при котором данный живой организм чувствует себя наиболее хорошо. Такое значение называетсяоптимумом. Обычно это не какое-то одно значение, а некоторый диапазон, называемыйзоной оптимума. При отклонениях значения фактора за пределы зоны оптимума живой организм начинает чувствовать себя все хуже и хуже, у него появляются нарушения, и при слишком больших отклонениях как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения наступает гибель организма. Диапазон значений, в котором еще возможно существование организма, называетсядиапазоном устойчивости, а значения, ограничивающие этот диапазон, –пределами устойчивости. Между пределами устойчивости и зоной оптимума находятся так называемыестрессовые зоны.

На рис.2.3 представлено графическое изображение описанной зависимости. По оси абсцисс отложены значения интенсивности экологического фактора, в качестве которого могут выступать температура, влажность, химический состав окружающей среды и т.п. По оси ординат – степень благоприятности фактора, количественной мерой которой может быть, например, рост или размер организма, численность популяции, плодовитость и т.д. Естественно, для разных живых организмов и различных экологических факторов зависимость степени благоприятности экологического фактора от его интенсивности может иметь свои специфические особенности, но характер кривой остается общим: для каждого вида (растений и животных) существует оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости в отношении каждого фактора окружающей среды.

Рис. 2.3. Зависимость результата действия экологического фактора от его интенсивности

Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды называется экологической пластичностью, илиэкологической валентностью. Представители разных видов живых организмов сильно отличаются друг от друга как по положению оптимума, так и по ширине диапазона устойчивости, т.е. по экологической пластичности в отношении одного и того же экологического фактора. Экологически непластичные, т.е. маловыносливые, виды называютсястенобионтными, более выносливые –эврибионтными. На рис.2.4 представлены зависимости результата действия экологического фактора от его интенсивности для стенобионтных и эврибионтных видов. Эврибионтность обычно способствует широкому распространению видов, стенобионтность же обычно ограничивает ареалы.

Рис.2.4. Экологическая пластичность

Исследуя влияние химических удобрений на урожай зерна, немецкий химик и агрохимик Ю.Либих установил, что урожай зерна часто лимитируется не теми питательными веществами, которые требуются в больших количествах (углекислый газ, вода и др.), поскольку эти вещества, как правило, присутствуют в изобилии, а теми, которые необходимы в малых количествах и которых в почве часто бывает недостаточно (например, бор). Обобщив полученные результаты, Ю.Либих пришел к выводу (1840 год), что выносливость организма обусловлена самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.

Эта закономерность носит названиезакона лимитирующих факторов, илизакона минимумов Либиха, который гласит:"В комплексе экологических факторов сильнее действует тот, который наиболее близок к пределу устойчивости". Иногда закон лимитирующих факторов формулируют несколько иначе:"Даже единственный фактор за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма и в пределе – к его гибели".

Лимитирующим может быть как недостаток (минимум), так и избыток (максимум) экологического фактора, что нашло свое отражение в обобщении закона лимитирующих факторов –законе толерантности Шелфорда, предложенном В.Шелфордом в 1913 году:"Лимитирующим фактором процветания может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности организма к данному фактору".

Закон лимитирующих факторов справедлив как в отношении абиотических факторов, так и для биотических, в качестве которых, например, могут выступать конкуренция со стороны другого вида, присутствие хищника или паразита и т.д. Лимитирующими факторами могут быть физические барьеры, которые тот или иной вид преодолеть не в состоянии. В качестве физических барьеров могут выступать моря, пустыни, горные хребты и т.п. Поэтому экосистемы, существующие в сходных абиотических условиях на разных континентах или на отдаленных от них островах, могут сильно отличаться по видовому составу.

Отметим также, что часто абиотические и биотические факторы находятся в самой тесной связи друг с другом. Если иногда и удается вычленить отдельный фактор, играющий лимитирующую роль в какой-то конкретной ситуации, следует помнить, что ни один из факторов не действует в одиночку. Конечное состояние – это всегда результат многочисленных взаимодействий различных абиотических и биотических факторов.

Ключевые слова и понятия:экосистема, биом, экотон, биогеоценоз, биота, абиотические факторы, экологические факторы, продуценты, фотосинтез, консументы, детритофаги, редуценты, пищевая (трофическая) сеть, гомотипические реакции, принцип Олли, гетеротипические реакции, экологическая ниша, принцип Гаузе, зона оптимума, стрессовая зона, диапазон устойчивости, закон лимитирующих факторов (закон минимумов Либиха), закон толерантности Шелфорда

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЭКОСИСТЕМ