Factori de acțiune Factori
Fiecare factor are anumite limite de influență pozitivă asupra organismelor (figura 1). Rezultatul acțiunii factorului variabil depinde, în primul rând, de puterea manifestării sale. Atât efectul insuficient și excesiv al factorului afectează negativ activitatea vitală a indivizilor. Forța favorabilă de influență se numește zona optimă a factorului ecologic sau pur și simplu un optim pentru organismele de acest fel. Cu cât deviația este mai puternică decât cea optimă, cu atât este mai pronunțat efectul inhibitor al acestui factor asupra organismelor (zona de pesimum). Valorile maxime și minime tolerate ale factorului sunt puncte critice dincolo de care existența nu mai este posibilă, moartea are loc. Limitele de anduranță între punctele critice sunt numite valența ecologică a ființelor vii în raport cu un anumit factor al mediului.
Fig.1. Schema de acțiune a factorilor de mediu asupra organismelor vii
Reprezentanții diferitelor specii diferă puternic unul de celălalt, atât în poziția optime cât și în valența ecologică. De exemplu, vulpile din tundră pot tolera fluctuațiile temperaturii aerului în intervalul mai mare de 80 ° C (de la +30 la # 8209; 55C), în timp ce crustații de apă caldă Copilia mirabilis rezistă modificărilor temperaturii apei în intervalul de cel mult 6C (de la +23 la + 29C). Una și aceeași forță de manifestare a factorului poate fi optimă pentru un singur tip, pentru celălalt, și depășește rezistența pentru a treia (figura 2).
formă largă de valență ecologică în ceea ce privește factorii de mediu indică adăugarea la factorul numele prefixul „Evry“. vederi Eurythermic - variații de temperatură considerabile eferente eurybathic - gamă largă de presiune, eurihalin - variația mediului salinitate.
Fig.2. Poziția curbelor optime pe scara de temperatură pentru diferite tipuri:
1, 2 - specii stenotermale, criofile;
3-7 sunt specii euretermale;
8, 9-stenotermale, termofile
Incapacitatea de a tolera fluctuațiile semnificative ale factorului sau o valență ecologică îngustă se caracterizează prin prefixul "perete" - stenotermal, stenobat, stenogaline etc. Într-un sens mai larg, speciile a căror existență necesită condiții de mediu strict definite sunt numite stenobionice, iar cele care sunt capabile să se adapteze la diferite condiții de mediu sunt eurybionice.
Condițiile care abordează unul sau mai mulți factori simultan la punctele critice sunt numite extreme.
Poziția punctelor optime și critice asupra factorului de gradient poate fi deplasată în anumite limite prin acțiunea condițiilor de mediu. Acest lucru se întâmplă frecvent în multe specii atunci când se schimbă anotimpurile. În timpul iernii, de exemplu, vrăbii stau înghețuri puternice, iar în vara mor de la răcire la o temperatură sub zero. Fenomenul schimbării optimei în ceea ce privește fie # 8209, fie factorul se numește aclimatizare. În ceea ce privește temperatura, acesta este un proces bine cunoscut de întărire termică a corpului. Pentru aclimatizarea temperaturii, este necesară o perioadă considerabilă de timp. Mecanismul este o schimbare a celulelor enzimelor care catalizează aceleași reacții, dar la temperaturi diferite (așa-numitele izoenzime). Fiecare enzimă este codificată de gena sa, prin urmare, este necesar să dezactivați unele gene și să activați alții, transcrierea, translația, asamblați suficientă proteină nouă etc. Procesul global durează în medie aproximativ două săptămâni și este stimulat de schimbările din mediu. Aclimatizarea sau întărirea este o adaptare importantă a organismelor, are loc cu avansarea treptată a condițiilor nefavorabile sau atunci când intră pe un teritoriu cu un climat diferit. În aceste cazuri este o parte integrantă a procesului general de aclimatizare.
Reguli de limitare a legii - factor de limitare Legile lui Liebig și Shelford.
Posibilitățile de existență a organismelor sunt, în primul rând, limitate de acei factori de mediu care sunt cel mai îndepărtați de cel optim. Dacă cel puțin unul dintre factorii de mediu se apropie sau depășește valorile critice, atunci, în ciuda combinației optime a condițiilor rămase, persoanele sunt amenințate cu moartea. Orice factor care se abate de la optim este de o importanță capitală în viața unei specii sau a reprezentanților ei individuali la anumite intervale de timp.
Factorii limitativi ai mediului determina gama geografica a speciilor. Natura acestor factori poate fi diferită (figura 6). Astfel, avansul speciilor la nord poate fi limitat de lipsa căldurii, în zonele aride - de o lipsă de umiditate sau de temperaturi prea mari. Relațiile biotice pot servi și ca factor limitator, de exemplu, angajarea unui teritoriu de către un concurent mai puternic sau lipsa polenizatorilor pentru plante. Astfel, polenizarea smochinelor depinde în întregime de o singură specie de insecte - viespe Blastophaga psenes. Țara natală a acestui copac este Marea Mediterană. Ficatul adus în California nu a dat roade până nu au fost aduse viespi # 8209; polenizatori.
Fig. 6. Acoperirea adâncă a zăpezii - un factor limitator în distribuirea cerbilor (conform GA Novikov, 1981)
Acest model a fost determinat de chimistul german J. Liebig în 1840 și a fost numit legea minimului lui Liebig. conform căreia creșterea plantelor este limitată de lipsa unui singur element biogenic, a cărui concentrație este minimă. Dacă alte elemente sunt păstrate în cantitate suficientă și concentrația acestui singur element scade sub normă, planta va muri. Astfel de elemente sunt numite factori limitativi.
Pentru a determina dacă o specie poate exista într-o anumită zonă geografică, este necesar mai întâi să aflați dacă # 8209; sau factori de mediu dincolo de valența sa ecologică, în special în perioada cea mai vulnerabilă de dezvoltare.
Detecția factorilor limitativi este foarte importantă în practica agriculturii, deoarece, îndreptându-se principalele eforturi de a le elimina, este posibilă creșterea rapidă și eficientă a randamentului plantelor sau a productivității animalelor. Astfel, pe soluri puternic acide, randamentul grâului poate fi ușor crescut, aplicând diferite influențe agronomice, dar cel mai bun efect va fi obținut doar prin calcarare, care va elimina efectele limitative ale acidității. Cunoașterea factorilor limitativi este, prin urmare, cheia controlului activității vitale a organismelor. La diferite perioade din viața indivizilor, diferiți factori de mediu acționează ca factori limitativi, deci este necesară o reglare captivantă și constantă a condițiilor de viață ale plantelor și animalelor cultivate.
Mai târziu, legea minimului a început să fie interpretată mai larg, iar acum vorbesc despre limitarea factorilor ecologici. Factorii de mediu joacă un rol în limitarea cazul în care acesta este absent sau este sub un nivel critic, sau depășește limita maximă suportabilă. Cu alte cuvinte, acest factor determină posibilitatea organismului de a încerca să invadeze acest sau acel mediu. Aceiasi factori pot fi limitari sau nu. De exemplu, lumina pentru majoritatea plantelor este un factor esențial ca furnizor de energie pentru fotosinteză, în timp ce ciuperci sau animale de apă și sol adânci, acest factor nu este necesar. Oxigenul din sol nu este un factor limitator, dar în apă este un factor limitator.
Valoarea limitată nu este numai factori care sunt la un nivel minim. Pentru prima dată ideea efectului limitativ al valorii maxime a factorului la egal cu minimul a fost exprimată în 1913 de zoologul american V. Shelford. În conformitate cu legea formulată de toleranță a lui Shelford, existența unei specii este determinată atât de deficiență, cât și de excesul oricăror factori care au un nivel apropiat de limita de toleranță a acestui organism. În acest sens, toți factorii, al căror nivel se apropie de limita de rezistență a corpului, se numesc limitatori.
Factorul limitativ al prosperității organismului poate fi cel puțin la fel de bine ca și factorul maxim, intervalul dintre ele determină valoarea toleranței.
Punctele în care graficul intersectează axa orizontală sunt numite punctele critice minime și maxime. Atunci când intensitatea factorilor de mediu trece prin aceste valori critice, forțele adaptative ale organismului sunt depășite și aceasta pierde. Cu cât distanța dintre punctele critice minime și cele mai mari este mai mare, cu atât această specie este mai durabilă în raport cu factorii de mediu.
Ambiguitatea acțiunii factorului asupra diferitelor funcții.
Fiecare factor afectează inegal diferitele funcții ale organismului (Figura 3). Optimă pentru unele procese poate fi un pesimism pentru alții. Astfel, temperatura aerului de la +40 la + 45 ° C la animalele cu sânge rece creste foarte mult ritmul proceselor metabolice din organism, dar inhiba activitatea motoarelor, iar animalele cad intr-un stupor termic. Pentru mulți pești, temperatura optimă a apei pentru maturarea produselor sexuale este nefavorabilă pentru reproducere, care are loc într-un interval de temperatură diferit.
Fig. 3. Diagrama dependenței fotosintezei și respirației plantelor cu temperatura (conform V. Larcher, 1978): tmin. topt. tmax - temperatură minimă, optimă și maximă pentru creșterea plantelor (zona umbroasă)
Ciclul de viață, în care, în anumite perioade, organismul exercită în primul rând diferite funcții (nutriție, creștere, reproducere, sedimentare etc.), este întotdeauna în concordanță cu schimbările sezoniere într-un complex de factori de mediu. Organismele mobile pot schimba, de asemenea, habitatele pentru implementarea cu succes a tuturor funcțiilor lor vitale.
4. Independența relativă a adaptării organismelor la diferiți factori. Gradul de rezistență la care factorul nu înseamnă valența ecologică corespunzătoare a speciei în raport cu alți factori. De exemplu, speciile care transportă schimbări de temperatură extinse nu trebuie neapărat să fie adaptate la variațiile largi ale umidității sau regimului de sare. Speciile euretermale pot fi stenohaline, stenobalice sau invers. Valențele ecologice ale speciei în raport cu diferiți factori pot fi foarte diverse. Aceasta creează o varietate extraordinară de adaptare în natură. Un set de valențe ecologice cu privire la diferiți factori de mediu constituie spectrul ecologic al speciei.
5. Discrepanța dintre spectrele ecologice ale speciilor individuale. Fiecare specie este specifică capacităților sale de mediu. Chiar și în rândul rudelor apropiate modurilor de adaptare la mediul speciilor, există diferențe în atitudinea fiecărei persoane sau la unii factori individuali.
Fig. 4. Schimbarea participării la standurile de iarbă de pe pășuni ale speciilor de plante individuale în funcție de umiditate (conform LG Ramensky et al., 1956): 1 - lunca trifoi; 2 - șarpe comună; 3 - Celeria lui Delyavin; 4 - lăcusta de luncă; 5 - păpădie; 6 - o adevărată doamnă; 7 - rădăcină timpurie; 8 - tavolga obișnuită; 9 - geranii dealului; 10 - un covor de câmp; 11 - Sondă de porumb cu sâni mici
Regula de individualitate ecologică a speciilor a fost formulată de botanistul rus LG Ramensky (1924) cu referire la plante (Figura 4), apoi a fost confirmată pe larg de studiile zoologice.
6. Interacțiunea factorilor. Zona și limitele optime ale rezistenței organismelor în raport cu factorul # 8209 sau factorul mediului pot fi modificate în funcție de rezistența și combinația altor factori simultan (figura 5). Acest model a fost numit interacțiunea factorilor. De exemplu, este mai ușor să transportați căldură în stare uscată decât în aer umed. Amenințarea de îngheț este mult mai mare în vreme rece, cu un vânt puternic decât în vremea fără vânt. Astfel, același factor în combinație cu alții are un impact asupra mediului diferit. Dimpotrivă, același rezultat ecologic poate fi obținut în moduri diferite. De exemplu, vărsarea plantelor poate fi suspendată atât prin creșterea cantității de umiditate din sol și prin reducerea temperaturii aerului, ceea ce reduce evaporarea. Se creează efectul schimbului parțial de factori.
Fig. 5. Mortalitatea ouălor de viermi de mătase de pin Dendrolimus pini la diferite combinații de temperatură și umiditate
În același timp, compensarea reciprocă a acțiunii factorilor de mediu are anumite limite și nu se poate înlocui complet cu altul. Lipsa completă de apă sau cel puțin unul dintre elementele de bază ale nutriției minerale face viața plantei imposibilă, în ciuda celor mai favorabile combinații de alte condiții. Deficitul de căldură extrem de scăzut în deșerturile polare nu poate fi umplut fie de abundența umidității, fie de iluminarea de 24 de ore.
Luând în considerare regularitățile în interacțiunea factorilor de mediu în practica agricolă, este posibilă menținerea cu îndemânare a unor condiții optime pentru viața plantelor cultivate și a animalelor domestice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: