Тема 2: экология особи – аутэкология

План:

1. Экологические факторы и их классификация.

2. Абиотические и биотические факторы.

3. Экологическое значение основных абиотических факторов: освещенности, температуры, влажности, солености и др.

4. Лимитирующие факторы. Закон минимума Ю. Либиха.

5. Закон толерантности В. Шелфорда.

6. Диапазон толерантности. Стенобионтные и эврибионтные организмы.

Под средой обитанияобычно понимают природные тела и явления, с которыми организм (организмы) находятся в прямых или косвенных взаимоотношениях. Наряду с термином «среда обитания» используются также понятия «экологическая среда», «природная среда», «местообитание», «окружающая среда», «окружающая природная среда», «окружающая природа» и др. Четких различий между этими терминами нет, но на некоторых из них следует остановиться. В частности, под популярным в последнее время термином «окружающая среда», понимается, как правило, среда, в той или иной (в большинстве случаев в значительной) мере измененная человеком. К ней близка по смыслу «техногенная среда», «антропогенная среда», «промышленная среда».Природная среда, окружающая природа – это среда, не измененная человеком или измененная в малой степени. С термином «местообитание» обычно связывается та среда жизни организма или вида, в которой осуществляется весь цикл его развития. В биологической (классической) экологии речь обычно идет о прикладной среде, окружающей природе, местообитаниях; в прикладной (социальной) экологии – об окружающей среде. Этот термин часто считают неудачным переводом с английского environment, поскольку отсутствует указание на объект, который окружает среда.

Экологические факторы – это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они подразделяются наабиотические, биотические и антропогенные. Абиотическими фактораминазывают всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают:физические, химические и эдафические.Физические факторы – это те, источником которых служат физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура, если она высокая – будет ожог, если очень низкая – обмораживание. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде – течение, на суше – ветер и влажность, и т.п.Химические факторы– это те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, если она высокая, жизнь в водоеме может вовсе отсутствовать (Мертвое море), но в то же время в пресной воде не могут жить большинство морских организмов. От достаточности содержания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде, и т.п.Эдафические факторы, т.е. почвенные, - это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы живущие в них, т.е. для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Хорошо известны влияния химических компонентов (биогенных элементов), температуры, влажности, структуры почв, содержания гумуса и т.п.

Антропогенные факторы – факторы, порожденные человеком и воздействующие на окружающую среду (загрязнение, эрозия почв, уничтожение лесов и т.д.), рассматриваются в прикладной экологии. Факторы, изменение которых во времени повторяются регулярно, называютсяпериодическими. Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищника и т.п.) называютсянепериодическими.

Приспособление организмов к среде называется адаптацией(лат. «приспособление»). Этот процесс охватывает строение и функции организмов (особей, видов, популяций) и их органов. Адаптация всегда развивается под воздействием трех основных факторов – изменчивости, наследственности и естественного отбора (равно как и искусственного – осуществления человеком). Организмы адаптированы к постоянно действующим периодическим факторам, но среди них важно различать первичные и вторичные.Первичные - это те факторы, которые существовали на Земле еще до возникновения жизни: температура, освещенность, приливы, отливы и др. Адаптация организмов к этим факторам наиболее древняя и наиболее совершенная.Вторичные периодические факторы являются следствием изменения первичных: влажность воздуха, зависящая от температуры; растительная пища, зависящая от цикличности в развитии растений; ряд биотических факторов внутривидового влияния и др. Они возникли позднее первичных и адаптация к ним не всегда четко выражена.Источником адаптацииявляются генетические изменения в организме - мутации, возникающие как под влиянием естественных факторов на историко-эволюционном этапе, так и в результате искусственного влияния на организм. В комплексе действия факторов можно выделить некоторые закономерности, которые являются в значительной мере универсальными (общими) по отношению к организмам. К таким закономерностям относятся правило оптимума, правило взаимодействия факторов, правило лимитирующих факторов и некоторые другие.Понятие о ведущих факторах нельзя смешивать с понятием ограничивающих факторах. Фактор, уровень которого может быть в недостатке или избытке оказывается близким к пределам выносливости организма, называется ограничивающим или лимитирующим. Закон минимума или правило Ю. Либиха (1840) – вещество находящиеся в минимуме управляет урожаем и определяется величиной и устойчивостью последнего во времени или жизненность организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.Наиболее полно и в наиболее общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражаетзакон толерантности В. Шелфорда (1913) : отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком (в качественном или количественном смысле) или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам переносимого данным организмом. Эти два предела называются пределами толерантности.Правило оптимума.В соответствии с этим правилом для экосистемы, организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболееблагоприятного (оптимального)значения фактора. За пределами зоны оптимума лежатзоны угнетения, переходящие вкритические точки, за которыми существование невозможно. Зоны оптимума для различных организмов неодинаковы. Для одних они имеют значительный диапазон. Такие организмы относятся к группеэврибионтов (греч. эури - широкий; биос - жизнь). Организмы с узким диапазоном адаптаций к факторам называютсястенобионтами(греч. стенос - узкий). Диапазон значений факторов (между критическими точками) называютэкологической валентностью.Синонимом термина валентность являетсятолерантность(лат. толеранция - терпение), или пластичность (изменчивость). Эти характеристики зависят в значительной мере отСреды, в которой обитают организмы. Зона оптимума и экологическая валентность обычно шире у теплокровных организмов, чем у холоднокровных.Правило взаимодействия факторов. Сущность его заключается в том, что одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов. Из этого, однако, не следует, что факторы могут взаимозаменяться, но они не взаимозаменяемы.Биологические ритмы– это переодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Они делятся на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние).Способность организма ориентироваться во времени и заранее готовиться к предстоящим изменениям среды называютсябиологическими часами организма. Понятие о “жизненной форме” как совокупности приспособительных признаков впервые ввел в 1884 году один из основоположников экологии растений, датский ботаник Е.Варминг. Выработка у не родственных форм внешнего сходства, если эти виды ведут сходный образ жизни в близких условиях среды, называетсяконвергенции, а признаки -конвергентными. Широкое применение в экологических и фитоценотических исследованиях находитклассификация жизненных форм, разработанная датским ботаником К. Раункиером (1934). В основу ее положена идея, что сходные типы приспособлений растений к среде - это прежде всего сходные способы перенесения наиболее трудных условий. К.Раункиер для классификации жизненных форм растений выбрал только один признак, но имеющий большое приспособительное значение: положение почек или верхушек побегов в течение неблагоприятного времени года по отношению к поверхности почвы и снегового покрова. Все растения К.Раункиер разделил напять типов: 1.Фанерофиты2.Хамефиры3.Гемикриптофиты4.Криптофиты5.Терофиты.Жизненные формы животных, как и растений, весьма разнообразны в зависимости от принципов, которые кладут в их основу. На морфологии млекопитающих, по-видимому, в наибольшей степени сказывается характер их передвижения в разных средах. А.Н.Формозов выделил на этом основании среди зверей следующиеадаптированные типы: наземные формы, подземные (землерои), древесные, воздушные и водные. Д.Н Кашкаров (1945) разделил жизненные формы животных на: плавающие, роющие, наземные, древесные лазающие, воздушные формы.

Литература:1. Аскарова М.А. Общая экология. – Алматы, 2004. с. 17-23.2. Коробкин В.И. и др. Экология. – М., 2003. с. 47-75.3.Николайкин Н.И. и др. Экология. – М., 2004. с.75-92.4.Степановских А.С. Общая экология. – М., 1999. с. 57- 123., 216-247.