Понятие экологии.: Часть 1

Видео

Конспект

Экология представляет собой научную дисциплину, изучающую взаимосвязи, обеспечивающие стабильность живых систем в природной среде. Жизнь как наиболее сложное природное явление становится объектом исследования различных биологических наук, образующих разветвленную систему биологического знания.

Особое положение экологии в этой системе научного познания определяется тем, что она сосредоточена не только на изучении живых организмов, но и на анализе условий их существования. Имея биологическую основу, экология выходит за традиционные границы биологии, исследуя закономерности взаимодействия между живой и неживой природой.

Хотя экологические факторы чрезвычайно разнообразны, их влияние на организмы и ответные реакции живых существ подчиняются некоторым общим закономерностям.

Закон оптимума.

Любой экологический фактор оказывает положительное влияние на организмы лишь в определенных пределах. Эффект его воздействия зависит от интенсивности: как недостаток, так и избыток фактора негативно сказываются на жизнедеятельности. Наиболее благоприятный диапазон называется зоной оптимума. Чем сильнее отклонение от оптимума, тем более угнетающим становится влияние фактора (зона пессимума). Крайние значения, при которых существование невозможно, называются критическими точками, а диапазон между ними - экологической валентностью вида к данному фактору.

Разные виды значительно различаются как по положению оптимума, так и по экологической валентности.

Виды с высокой экологической валентностью обозначают приставкой «эври» (например, эвритермные - устойчивые к значительным колебаниям температуры, эврибатные - к перепадам давления, эвригалинные - к разной степени засоления).

Виды с узкой толерантностью характеризуются приставкой «стено» (стенотермные, стенобатные и т. д.). В целом организмы, требующие строго определенных условий, называют стенобионтами, а те, что способны адаптироваться к разным условиям, - эврибионтами.

Условия, близкие к критическим точкам, считаются экстремальными.

Положение оптимума и критических точек может смещаться под влиянием внешних условий. Например, зимой воробьи переносят сильные морозы, а летом могут погибнуть при температуре чуть ниже нуля. Такое приспособление называется акклимацией. Этот процесс требует времени, так как связан с заменой ферментов, адаптированных к разным условиям (изоферментов), что предполагает перестройку активности генов, синтез новых белков и т. д. В среднем акклимация занимает около двух недель и запускается изменениями среды.

Акклимация - важный механизм адаптации, помогающий организмам выживать в меняющихся условиях или при попадании в новый климат. Она является частью более общего процесса акклиматизации.

Закон лимитирующих факторов.

Выживание организмов в первую очередь определяется теми факторами среды, которые сильнее всего отклоняются от оптимальных значений. Даже если все остальные условия благоприятны, выход хотя бы одного фактора за критические пределы может привести к гибели особей. Таким образом, наиболее отклоняющиеся от оптимума факторы становятся ключевыми, ограничивающими существование вида в конкретный период времени.

Лимитирующие факторы определяют географическое распространение вида. Их природа может быть разной. Например:

продвижение вида на север может ограничиваться недостатком тепла;

в засушливых регионах - дефицитом влаги или чрезмерно высокими температурами;

в некоторых случаях барьером выступают биотические взаимодействия, например конкуренция с более приспособленными видами или отсутствие необходимых опылителей.

Яркий пример - инжир, который опыляется исключительно осой Blastophaga psenes. Когда это дерево завезли в Калифорнию, оно не плодоносило до тех пор, пока туда не были интродуцированы эти насекомые.

Чтобы оценить возможность существования вида в определённом регионе, необходимо прежде всего проверить, не выходят ли какие-либо факторы за пределы его экологической валентности, особенно в наиболее чувствительные периоды жизненного цикла.

Выявление лимитирующих факторов крайне важно в сельском хозяйстве, поскольку их устранение позволяет значительно повысить урожайность или продуктивность животных.

Таким образом, знание лимитирующих факторов - это основа управления жизнедеятельностью организмов. Поскольку в разные периоды жизни лимитирующими могут становиться разные факторы, необходимо постоянно контролировать и корректировать условия выращивания растений и животных.