Экологические факторы

Вся неживая и живая природа, окружающая конкретные растения, животных и человека, носит название среды обитания, а отдельные компоненты среды, влияющих на организмы, называются экологическими факторами.

По природе своего происхождения выделяются абиотические, биотические и антропогенные факторы. Абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на жизнедеятельность организмов. Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга. До недавнего времени к биотическим факторам относили и воздействие человека на живые организмы, однако, вследствие резкого увеличения масштабов этого влияния, сегодня выделяют особую категорию факторов, порождаемых человеком. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению условий среды обитания и непосредственно сказываются на жизнедеятельности биосферы, включая само человеческое общество.

Таким образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе и человека и, в свою очередь, сам оказывает воздействие на каждую из этих составляющих.

Воздействие экологических факторов на живые организмы

Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие закономерности их воздействия на живые организмы.

Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни организма и популяции, в состав которой он входит. Оно ограничивает (лимитирует) развитие организмов и поэтому называется лимитирующим фактором. В 1840 г. Юстас Либих экспериментально доказал, что «рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве» и сформулировал «закон минимума». Обобщенно закон минимума можно сформулировать так: жизнеспособность организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.

Дальнейшие исследования показали, что лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток различных факторов, например, тепла, воды, солей или освещенности. Следовательно, жизнь организма ограничивается не только минимумом, но и максимумом экологического фактора. Понятие о том, что наравне с минимумом лимитирующим фактором может быть и максимум, ввел в 1913 г. В. Шелфорд. Он сформулировал закон толерантности, определив толерантность как способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды.

Согласно этому закону, лимитирующим фактором может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости - предел толерантности.

Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной пессимума (угнетения). Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно. Толерантность («терпимость») организмов имеет ряд особенностей, которые в некоторых случаях нельзя не учитывать:

• 1. Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого.
• 2. Если организм находится в неоптимальных условиях по одному экологическому фактору, то его диапазон толерантности может сузиться в отношении других факторов.
• 3. Недостаток одного фактора в некоторых случаях можно компенсировать избытком другого.

Вследствие этого, виды с широким диапазоном толерантности ко всем факторам наиболее широко распространены в природе. Для того чтобы охарактеризовать степень толерантности видов, в экологии существует ряд терминов, в которых используются приставки стено , что означает узкий, и эври - широкий. Например, стенотермные виды живут в узком температурном диапазоне, а эвритермные - в широком, стенобиотные в строго определенных экологических условиях, а эврибиотные - могут приспосабливаться к самым разнообразным условиям и т.п.

Разные экологические факторы, действуя одновременно, могут изменять зону оптимума и пределы выносливости организма. Это явление получило название взаимодействия экологических факторов. Общеизвестно, что жару легче переносить при сухом, а не влажном воздухе; угроза замерзания значительно выше при низкой температуре с сильным ветром, чем в безветренную погоду. Происходит так называемая компенсация действия факторов. Взаимная компенсация имеет определенные пределы и полностью заменить один из факторов другим нельзя. Полное отсутствие хотя бы одного из необходимых условий делает жизнь организмов невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий. Следовательно, все условия среды, необходимые для поддержания жизни, играют одинаково важную роль, и любой фактор может ограничивать возможности существования организмов - в этом состоит закон равнозначности всех условий жизни.

Биологический вид может существовать только в том случае, если его генетические возможности приспособления соответствуют условиям окружающей среды. Каждый вид возник в определенной среде и в той или иной степени приспособился к ней. Если изменения условий окружающей среды выходят за рамки генетической пластичности вида, то вид не может приспособиться к новым условиям и вымирает. На этом, в частности, основана одна из гипотез вымирания крупных пресмыкающихся, которая предполагает, что произошли резкие изменения абиотических условий на планете. Эти 17

изменения могли быть вызваны падением метеорита, кометы или чрезвычайно высокой вулканической активностью. Крупные организмы менее изменчивы, чем мелкие, и для адаптации им нужно гораздо больше времени. Вследствие этого выжили преимущественно мелкие виды пресмыкающихся и млекопитающие. Поэтому коренные преобразования природы опасны для многих ныне существующих видов, в том числе и для самого человека.